(二次修改版)第四节 实验:用打点计时器测速度
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用打点计时器测速度实验报告请各位大神认真阅读,并保存好本资料!【实验目的】1、学会使用打点计时器。
2、会根据纸带记录,判断运动的性质,并计算瞬时速度与平均速度。
【实验器材】打点计时器以及纸带、复写纸片;两根导线;低压交流电源;刻度尺。
【实验原理】电磁打点计时器是一种使用低压交流电源的仪器,它的工作电压为4~6伏特。
当频率f=50赫兹时,它每隔0.02s打一次点。
当运动物体拖着纸带运动时,打点计时器便在纸带上打出一系列点,纸带上打出的点就记录了物体的运动时间。
通过纸带上点的位置,我们可以量出物体在运动时间内发生的位移(但记录的点不是物体的实际位置)。
这就给我们定量地研究运动物体的运动情况提供了方便和可能。
电火花打点计时器是利用电路获得脉冲高电压产生电火花,电火花打在纸带上留下击穿的小孔,显示出点痕从而记录下位置和时刻,脉冲高压的周期也是0.02s,纸带上相邻点的时间是0.02s。
电火花计时器工作时,纸带运动受阻力略小,比电磁打点计时器系统误差小。
打在纸带上的点,记录了纸带运动的时间,把纸带与运动物体连在一起,纸带与物体同步运动,纸带上点的痕迹就与物体运动规律相同。
【实验步骤】一、练习使用打点计时器(1)将电磁打点计时器固定在桌子上,以免在拉纸带时晃动它。
纸带用穿过限位孔,复写纸应套在定位轴上,并要放在纸带的上面。
(2)轻轻试拉纸带,应无明显阻碍现象,同时复写纸应能随纸带的移动而移动,必要时,可通过定位轴的前后移动来调节复写纸的位置。
(3)在打点计时器的两个接线柱上分别接上导线,两根导线的另外一端分别接到低压交流电源(4~6伏特的交流电)的两个接线柱上。
(4)先接通电源, 打点计时器开始打点后,再用手水平地轻轻拉纸带,纸带上就打出许多点。
(5)切断电源,取下纸带。
如果用电火花计时器,则实验步骤的应当是:(1)把电火花计时器固定在桌子上,检查墨粉纸盘是否已经正确地套在纸盘轴上,检查两条白纸带是否已经正确地穿好,墨粉纸盘是否夹在两条纸带之间。
第四节实验:用打点计时器测速度
姓名:_______________ 班级:_________________
知识点一、打点计时器的工作原理
1.游戏:【做一做】两个人一组按照课本第25页的课后练习第四题的内容做一做,测一测你们配合
得好么?做完后完成课本相应问题,你有什么收获?纸带上的点记录了哪些信息?
2.电磁打点计时器和电火花打点计时器的结构及工作原理(阅读课本第19页至20页的相应内容,
完成以下问题)
(1)电磁打点计时器:电磁打点计时器是一种使用________电源的计时仪器,工作电压为____________,当电源的频率为50Hz时,它每隔_______s打一次点。
通电前把纸袋穿过_____________,再把套再定位轴上的_________压再纸带上面。
(2)以下为电磁打点计时器的结构图和工作时的原理图,你能结合图片分析出电磁打点计时器各组成部件的作用及它是如何打点的么(思考:通电后振针为什么能上下振动呢)?如果用直流电源给它供电,振针能上下振动么?
(1)电磁打点计时器结构图(2)工作原理图(箭头代表振动方向)
(3)电火花打点计时器:是一种使用________电源的计时仪器,工作电压为____________,当电源的频率为50Hz时,它每隔_______s放一次电(即打下一点)。
通电前把_____条纸带分别沿墨粉纸盘的上、下表面穿过。
(4)电火花与电磁打点计时器的异同:
共同点:_________________________________________________
不同点:_________________________________________________
(5)误差大小比较:工作时电火花打点计时器比电磁打点计时器的误差要________(填“大或小”),你能说出原因么?
知识点二、实验步骤(阅读教材第20页相应内容完成以下问题)
1.写出该实验的实验步骤:_______________________________________________________________
__________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________。
知识点三、数据处理(阅读教材21至22页相关内容完成以下问题)
1.纸带的处理
(1)选取合适的计数点(计数点的选择以便于测量计数点间距离或便于计算为原则),为了便于计算一般每五个计时点取一个计数点(或者说每隔4个计时点取一个计数点),时间间隔为0.10s (2)测量各段相邻两计数点间的距离及时间
(3)根据合适的公式计算各计数点的速度
【计时点与计数点助解】—来自百度搜索
(1)纸带上计时点和计数点分别是什么?有什么区别?
答:计时点:打点计时器在纸带上打出的每个点迹叫做计时点,我们用的打点计时器两个相邻点迹(计时点)的时间间隔个0.02s。
计数点:为了方便研究运动规律,从纸带上有规律的取出部分计时点,并加以标号,这些被取出并标号的计时点叫做计数点。
联系:计数点是根据我们的需要所取的部分计时点。
区别:计时点是全部点迹,计数点是为了便于研究而有规律地选取的部分计时点。
如以上这条只带中打出的每个点都是计时点,每打出一个计时点所用时间为0.02s;而有时为了方便处理,纸带上按照每隔2个计时点(或者说每3个计时点)的规律取一个计数点的方法来研究纸带的运动情况,这里的O、A、B、C、D点均为计数点,计数点间时间间隔为0.02sx3=0.06s,计数点实际上就是按照一定的规律选择部分计时点来研究纸带的运动规律的点。
【补充追答1】
这条纸带是每隔一个计时点(或者说每两个计时点)取一个计数点,计数点间的时间间隔为
0.02sx2=0.04s。
【补充追答2】
这条纸带是每隔4个计时点取一个计数点(或者说每5个计时点取一个计数点),计数点间的时间间隔为0.02sX5=0.10s,纸带上的每个点都是计时点,而1、2、3、4这些点都是计数点,研究纸带的运动情况,只要研究计数点的情况就可以了。
【提示】计数点选取的规律要根据纸带点迹的分布情况灵活选取,若纸带打点较密集可以多隔几个计时点定一个计数点;若点迹较稀疏可以少隔几个计时点定一个计数点;若点迹分布过于稀疏,则可以把每个计时点看成一个计数点来处理。
这样处理的目的是为了便于测量计数点间的距离,点迹过于密集不易于测量,误差较大,所以需要选择距离合适的计数点来进行测量。
1.计算法
如下图所示为某一打点计时器打出的纸带,工作频率为50Hz,o点为第一个点,每两个计数点间还有4个计时点未画出,则相邻两计数点间时间间隔为______s。
(1)o点至D点所用的时间、距离和平均速度分别为多少?
(2)从o点至B点的时间、距离和平均速度分别为多少?
(3)用哪一段的平均速度来表示A点的瞬时速度更加准确呢?
(4)若要测出B点、C点的瞬时速度,分别用哪一段的平均速度来表示更准确呢?
【做一做】按照课本第20页的“练习使用打点计时器”的步骤练习打点计时器的使用,要求能测出第一个点至第n个点所用的时间及距离,其中n为自己任意定的一个点。
【练习与应用】完成课本第24页课后习题第2题
2.列表法
3.图像法,即用V-t图处理数据(阅读教材第22页相关内容,完成以下问题)
1.作v-t图的基本步骤:
(1)以_____为纵轴,以______为横轴建立直角坐标系。
(2)根据表格中相应速度、时间的数据在坐标系中_________。
(3)由坐标系中所描点的走向大致判断纸带速度变化的规律。
(4)用一条_______的曲线来“拟合”坐标系中描出的点。
【练习与应用】
1.建立v-t图像坐标,然后把以上表格的数据在坐标中标出,并用平滑的直线或曲线连接起来。
2.完成课本第24页课后习题第3题。
【课前测试】。