打點(diǎn)計(jì)時(shí)器及相關(guān)實(shí)驗(yàn)1

精品教育--成功的基石、成功的保障PAGE4PAGE13教育是一項(xiàng)良心工程精品教育學(xué)科導(dǎo)學(xué)案ggggggggggggangganggang綱精品教育學(xué)科導(dǎo)學(xué)案ggggggggggggangganggang綱教師:學(xué)生:日期:年月日時(shí)段:課題學(xué)情分析提高綜合基礎(chǔ)能力學(xué)習(xí)目標(biāo)與考點(diǎn)分析為學(xué)生找到合適的學(xué)習(xí)方法學(xué)習(xí)重點(diǎn)運(yùn)用合適的解題方法解題學(xué)習(xí)難點(diǎn)快速熟練的解題學(xué)習(xí)方法講解與練習(xí)個(gè)性化輔導(dǎo)過(guò)程打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的使用及相關(guān)實(shí)驗(yàn)（一）一．兩種打點(diǎn)計(jì)時(shí)器（一）兩種計(jì)時(shí)器的結(jié)構(gòu)圖電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器：它是一種記錄運(yùn)動(dòng)物體在一定時(shí)間間隔內(nèi)位移的儀器。當(dāng)接通6V以下低壓交流電源時(shí)，在線圈和永久磁鐵的作用下，振片便上下振動(dòng)起來(lái)，位于振片一端的振針就跟著上下振動(dòng)而打點(diǎn)，這時(shí)，如果紙帶運(yùn)動(dòng)，振針就在紙帶上打出一系列點(diǎn)，當(dāng)交流電源頻率為50Hz時(shí)，它每隔0.02s打一點(diǎn)，即打出的紙帶上每相鄰兩點(diǎn)間的時(shí)間間隔為0.02s。電火花計(jì)時(shí)器電火花計(jì)時(shí)器：它是利用火花放電在紙帶上打出小點(diǎn)而顯示點(diǎn)跡的計(jì)時(shí)儀器。當(dāng)接通220V交流電源，按下脈沖輸出開關(guān)時(shí)，計(jì)時(shí)器發(fā)出的脈沖電流經(jīng)接正極的放電針、墨粉紙盤到接負(fù)極的紙盤軸，產(chǎn)生火花放電，于是在運(yùn)動(dòng)紙帶上就打出一系列點(diǎn)跡。當(dāng)電源頻率為50Hz時(shí)，它也是每隔0.02s打一次點(diǎn)，即打出的紙帶上每相鄰兩點(diǎn)間的時(shí)間間隔也是0.02s。兩種打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的比較電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電火花計(jì)時(shí)器電源性質(zhì)6V以下交流電源220V交流電源打點(diǎn)頻率打點(diǎn)時(shí)間間隔0.02s，頻率50hz打點(diǎn)時(shí)間間隔0.02s，頻率50hz打點(diǎn)方式振針通過(guò)復(fù)寫紙?jiān)诩垘洗螯c(diǎn)電火花放電使墨粉在紙帶上成點(diǎn)阻力來(lái)源紙帶與限位孔、復(fù)寫紙的摩擦；振針與紙帶打點(diǎn)接觸時(shí)的摩擦紙帶與限位孔、墨粉紙盤的摩擦，摩擦阻力比電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器小紙帶使用1條紙帶2條紙帶（墨粉盤在紙帶中間）誤差分析電火花計(jì)時(shí)器比電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器更精確打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的故障、原因及調(diào)整現(xiàn)象原因調(diào)節(jié)的方法打點(diǎn)不清晰振針過(guò)高電壓太低，振幅太小復(fù)寫紙用的太久把振針適當(dāng)調(diào)低提高電壓換新的復(fù)寫紙打的不是點(diǎn)，是短線振針過(guò)低所加電壓太高，使振幅過(guò)大把振針適當(dāng)調(diào)高一些適當(dāng)調(diào)低電壓打雙點(diǎn)1.振針?biāo)蓜?dòng)1.把振針固定好二．實(shí)驗(yàn)1：練習(xí)使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器（一）實(shí)驗(yàn)步驟（1）把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在桌子上。（2）按照要求裝好紙帶，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接交流電源。（3）先啟動(dòng)電源，待打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)穩(wěn)定后，再用手水平地拉動(dòng)紙帶，紙帶上就打出了一行小點(diǎn)，隨后立即關(guān)閉電源。（4）重復(fù)步驟（3）再打幾條紙帶。（5）選一條點(diǎn)跡清晰地紙帶，從能看得清的某個(gè)點(diǎn)數(shù)起，數(shù)一數(shù)紙帶上共有多少個(gè)點(diǎn)，如果共有n個(gè)點(diǎn)，那么點(diǎn)的間隔數(shù)為n-1個(gè)，則紙帶的運(yùn)動(dòng)時(shí)間t＝0.02（n-1）s。（6）用刻度尺測(cè)量一下從開始計(jì)數(shù)的一點(diǎn)到各點(diǎn)間的距離。（7）利用公式v=Δx/Δt計(jì)算出紙帶上各點(diǎn)的瞬時(shí)速度。（8）建立速度-時(shí)間圖像，描點(diǎn)，用一條平滑曲線連接所描點(diǎn)。（二）實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理1.紙帶數(shù)據(jù)的測(cè)量在用刻度尺測(cè)量各段的距離時(shí)，為了減少誤差，不要直接測(cè)量0-1、1-2、2-3等各段的距離，而是將刻度尺的零刻度線和0點(diǎn)對(duì)齊，然后依次讀出1、2、3等各點(diǎn)到0點(diǎn)的距離，最后在計(jì)算出0-1、1-2、2-3等各段的距離。2.瞬時(shí)速度的求法用Δx/Δt計(jì)算出的平均速度可以代表Δx范圍內(nèi)某點(diǎn)的瞬時(shí)速度，并且Δx越小，Δt越短，平均速度越接近于某點(diǎn)的瞬時(shí)速度。如上圖，測(cè)量3點(diǎn)瞬時(shí)速度，可以用2-4間的距離和時(shí)間，也可以用1-5間的距離和時(shí)間，但2-4更準(zhǔn)確，所以實(shí)際試驗(yàn)中選用2-4。（三）實(shí)驗(yàn)誤差分析（1）利用平均速度來(lái)代替計(jì)數(shù)點(diǎn)的瞬時(shí)速度而帶來(lái)的實(shí)驗(yàn)誤差，為減小誤差，應(yīng)取計(jì)數(shù)點(diǎn)為中心的較小位移Δx來(lái)求平均速度。（2）分段測(cè)量計(jì)數(shù)點(diǎn)間的位移x帶來(lái)的誤差，減少此誤差的方法是一次完成測(cè)量。（3）打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的阻力導(dǎo)致系統(tǒng)誤差。（4）做V-T圖不用坐標(biāo)紙、尺子、坐標(biāo)單位選擇不合理，作圖粗糙帶來(lái)的誤差。實(shí)驗(yàn)2：探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律（一）實(shí)驗(yàn)器材打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、一端附有定滑輪的長(zhǎng)木板、小車、紙帶、復(fù)寫紙、細(xì)繩、鉤碼、刻度尺、導(dǎo)線、交流電源。（二）實(shí)驗(yàn)步驟1.把一端附有定滑輪的長(zhǎng)木板平放在實(shí)驗(yàn)桌上，并使滑輪伸出桌面，把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在長(zhǎng)木板上沒有滑輪的一端，連接好電路，如圖所示；2.把一條細(xì)繩拴在小車上，細(xì)繩跨過(guò)滑輪，并在細(xì)繩的另一端掛上合適的鉤碼，試放手后，小車能在長(zhǎng)木板上平穩(wěn)地加速滑行一段距離，把紙帶穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，并把它的一端固定在小車的后面；3.把小車停在靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器處，先接通電源，再放開小車，讓小車運(yùn)動(dòng)，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器就在紙帶上打下一系列的點(diǎn)，4.換上新紙帶，重復(fù)實(shí)驗(yàn)三次；5.增減所掛鉤碼，按以上步驟再做兩次實(shí)驗(yàn)（三)實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)1、開始釋放小車時(shí)，應(yīng)使小車靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器。

2、應(yīng)該先接通電源，再釋放小車，當(dāng)小車到達(dá)滑輪前及時(shí)用手按住。

3、先斷開電源，再取下紙帶。

4、對(duì)于電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，如打出的點(diǎn)較輕或是短線時(shí)，應(yīng)調(diào)整振針距復(fù)寫紙的高度。

5、選擇一條理想的紙帶，是指紙帶上的點(diǎn)跡清晰，適當(dāng)舍棄點(diǎn)密集部分，適當(dāng)選取計(jì)數(shù)點(diǎn)(注意計(jì)數(shù)點(diǎn)與計(jì)時(shí)點(diǎn)的區(qū)別)，弄清楚所選的時(shí)間間隔T等于(n－1)t。

6、每打好一條紙帶，將定位軸上的復(fù)寫紙換個(gè)位置，以保證打點(diǎn)清晰(注意此項(xiàng)只對(duì)于電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器才適用)。

7、不要分段測(cè)量各段位移，應(yīng)一次測(cè)出各計(jì)數(shù)點(diǎn)與0計(jì)數(shù)點(diǎn)的距離，再逐個(gè)計(jì)算x1、x2、x3…，讀數(shù)時(shí)應(yīng)估讀到0.1mm。

8、盡可能保證小車做勻加速直線運(yùn)動(dòng)的方法是：

①細(xì)繩盡可能與板面保持平行；

②滑輪和車輪靈活；

③長(zhǎng)木板表面粗糙程度、紙帶與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器之間的摩擦基本保持一致。（四）實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理1.選擇一條比較理想的紙帶，舍掉開頭的比較密集的點(diǎn)，確定好計(jì)數(shù)始點(diǎn)0，標(biāo)明計(jì)數(shù)點(diǎn)，正確使用毫米刻度尺測(cè)量?jī)牲c(diǎn)間的距離。2.測(cè)量時(shí)要一次測(cè)量，將長(zhǎng)刻度尺零刻度線對(duì)齊0點(diǎn)，然后讀出各計(jì)數(shù)點(diǎn)距離0點(diǎn)的距離，再計(jì)算各段距離，這樣可以避免誤差的積累（同實(shí)驗(yàn)二）。3.處理時(shí)要分清打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打的點(diǎn)和人為選取的計(jì)數(shù)點(diǎn)，和兩者的周期T區(qū)別。（五）誤差分析木板的粗糙程度不同，摩擦不均勻。根據(jù)紙帶測(cè)量的位移有誤差，從而計(jì)算出的瞬時(shí)速度有誤差。作V-T圖像時(shí)單位選擇不合適或人為作圖不準(zhǔn)確帶來(lái)的誤差。（六）紙帶加速度的求法1.逐差法2.只用相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)計(jì)算3.逐差法的奇數(shù)段算法練習(xí)1.電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是一種使用交流電源的計(jì)時(shí)儀器，根據(jù)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶，我們可以從紙帶上直接得到的物理量是（）A．時(shí)間間隔B．位移C．加速度D．平均速度2.電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是一種使用交流電源的計(jì)時(shí)儀器，當(dāng)電源頻率為50Hz時(shí)，振針每隔0.02s在紙帶上打一個(gè)點(diǎn)，現(xiàn)在用此打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)定物體的速度，當(dāng)電源的頻率低于50Hz時(shí)，數(shù)據(jù)計(jì)算仍然是按照每隔0.02s打一個(gè)點(diǎn)來(lái)處理的．則測(cè)出的速度數(shù)值與物體的實(shí)際速度相比，是偏大還是偏小?為什么?3.圖1—4—7為打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的一條紙帶，從紙帶上看，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器出的毛病是…………()圖1—圖1—4—7C.電源頻率不夠大D.振針壓得過(guò)緊4.下列關(guān)于使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的說(shuō)法，其中正確的是………………（）A.不要在未放紙帶時(shí)通電打點(diǎn)，每次打點(diǎn)完畢，應(yīng)及時(shí)切斷電源，切忌長(zhǎng)時(shí)間通電使用B.每打完一條紙帶，要將復(fù)寫紙調(diào)整一下，確保下一次打點(diǎn)清晰C.若發(fā)現(xiàn)振片振幅不穩(wěn)定，應(yīng)調(diào)節(jié)振片螺母，以使振動(dòng)穩(wěn)定D.若打出的點(diǎn)帶尾巴或雙點(diǎn)，則是由于打點(diǎn)針太長(zhǎng)所造成的，應(yīng)適當(dāng)調(diào)節(jié)打點(diǎn)針的長(zhǎng)度5.利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶可求出……（）A.能準(zhǔn)確求出某點(diǎn)的瞬時(shí)速度B.能粗略地求出某點(diǎn)的瞬時(shí)速度C.能準(zhǔn)確求出某位移內(nèi)的平均速度D.可利用某時(shí)段的平均速度代表某點(diǎn)的瞬時(shí)速度6.下列關(guān)于打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的說(shuō)法中正確的是…………（）A．打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用低壓直流電源B．打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用低壓交流電源C．使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶相鄰兩個(gè)點(diǎn)的時(shí)間間隔為0.02sD．使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶相鄰兩個(gè)點(diǎn)的時(shí)間間隔為0.1s7.使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器時(shí)應(yīng)注意………（）A．無(wú)論使用電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器還是電火花計(jì)時(shí)器，都應(yīng)該把紙帶穿過(guò)限位孔，再把套在軸上的復(fù)寫紙片壓在紙帶的上面B．使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器時(shí)應(yīng)先接通電源，再拉動(dòng)紙帶C．使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在拉動(dòng)紙帶時(shí)，拉動(dòng)的方向應(yīng)與限位孔平行D．使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器時(shí)應(yīng)將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器先固定在桌子上8.某興趣小組的同學(xué)們?cè)谧觥坝么螯c(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)速度”的實(shí)驗(yàn)中，讓重錘自由下落，打出的一條紙帶如圖1—4—9所示，圖中直尺的單位為cm，點(diǎn)O為紙帶上記錄到的第一點(diǎn)，點(diǎn)A、B、C、D……依次表示點(diǎn)O以后連續(xù)的各點(diǎn)。已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器每隔T=0.02s打一個(gè)點(diǎn)。圖1圖1—4—9（1）打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下點(diǎn)G時(shí)重錘的速度可用表達(dá)式vG=____________進(jìn)行計(jì)算，式中各量的意義是________________________________________________（2）用上式計(jì)算出打下點(diǎn)G時(shí)重錘的速度為vG=____________m/s9.在“用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)速度”的實(shí)驗(yàn)中，某次實(shí)驗(yàn)中的紙帶如圖1－4－10所示，取O為起點(diǎn)位置，每隔5個(gè)間隔為一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，實(shí)驗(yàn)使用的電源是50Hz的低壓交流電源，其中OA＝0.60cm，OB＝2.40cm，OD＝9.60cm．則OC距離是________cm，在B計(jì)數(shù)點(diǎn)處的瞬時(shí)速度v8＝________m／s．（圖中單位為cm）圖1圖1—4—1010.利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器研究一個(gè)約1.4m高的商店卷簾窗的運(yùn)動(dòng)。將紙帶粘在卷簾底部，紙帶通過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器隨簾在豎直面內(nèi)向上運(yùn)動(dòng)。打印后的紙帶如圖1—4—15所示，數(shù)據(jù)如表格所示。紙帶中AB、BC、CD……每?jī)牲c(diǎn)之間的時(shí)間間隔為0.10s，根據(jù)各間距的長(zhǎng)度，可計(jì)算出卷簾窗在各間距內(nèi)的平均速度V平均。可以將V平均近似地作為該間距中間時(shí)刻的即時(shí)速度V。（1）請(qǐng)根據(jù)所提供的紙帶和數(shù)據(jù)，繪出卷簾窗運(yùn)動(dòng)的V-t圖線。（2）AK段的平均速度為m/s。圖1—4—圖1—4—1512.13.14.15.教學(xué)后記三、本次課后作業(yè)：四、學(xué)生對(duì)于本次課的評(píng)價(jià)：○特別滿意○滿意○一般○差