14-实验：用打点计时器测速度

1、1.4 1.4 用打点计时器测速度用打点计时器测速度 问：中国作为世界四大文明古国之一，发明计时器问：中国作为世界四大文明古国之一，发明计时器 的历史很悠久。从古至今你知道哪些计时器？的历史很悠久。从古至今你知道哪些计时器？ 壶漏壶漏 摆钟摆钟 手表手表 秒表秒表 原子钟原子钟 曰曰晷晷 国外两位与计时器发展有关的重要人物国外两位与计时器发展有关的重要人物 伽利略伽利略 发现单摆的等时性发现单摆的等时性 惠更斯惠更斯 发明摆钟发明摆钟 一一.打点计时器打点计时器 电磁打点计时器电磁打点计时器 . .电磁打点计时器：电磁打点计时器： 工作电压：工作电压： 4-6V 2.电火花计时器：电火花计时器

2、： 原理：原理： 脉冲电流经放脉冲电流经放 电针、墨粉纸盘放电。电针、墨粉纸盘放电。 交流电源交流电源 工作电压：工作电压：220V 电磁打点计时器电磁打点计时器电火花打点计时器电火花打点计时器 电源性质电源性质46V46V交流电源交流电源220V220V交流电源交流电源 打点频率打点频率打点时间间隔打点时间间隔0.02s0.02s、频率、频率50Hz50Hz 打点方式打点方式 振针通过复写纸在纸带振针通过复写纸在纸带 上打点上打点 火花放电使墨粉在纸带上火花放电使墨粉在纸带上 成点成点 阻力来源阻力来源 纸带与限位孔、限位盘纸带与限位孔、限位盘 的摩擦；振针与纸带打的摩擦；振针与纸带打 点接

3、触时的摩擦点接触时的摩擦 纸带与限位孔、限位盘的纸带与限位孔、限位盘的 摩擦摩擦 精确比较精确比较电火花打点计时器比电磁打点计时器更精确电火花打点计时器比电磁打点计时器更精确 3. 打点计时器作用：计时仪器，并且能记录物体的相打点计时器作用：计时仪器，并且能记录物体的相 对位置。对位置。 （1）测时间）测时间 （2）测位移）测位移 （3）研究纸带）研究纸带 研究物体运动研究物体运动 说明：说明： 我国民用交流电频率为我国民用交流电频率为50Hz，两个点间的，两个点间的 时间间隔为时间间隔为0.02s。 使用具体的打点计时器要注意具体的使用要求。使用具体的打点计时器要注意具体的使用要求。 二、熟

4、悉打点计时器的构造和使用方法二、熟悉打点计时器的构造和使用方法 1 1、了解打点计时器的结构和使用要求、注意事项，把打点计时、了解打点计时器的结构和使用要求、注意事项，把打点计时 器固定好。器固定好。 2 2、按照说明连接使用仪器并把纸带装好。、按照说明连接使用仪器并把纸带装好。 3 3、先启动电源先启动电源，后释放小车后释放小车或用手水平地拉纸带，纸带上就打或用手水平地拉纸带，纸带上就打 出一出一 行小点。打完纸带行小点。打完纸带立即关闭电源立即关闭电源。 4 4、取下纸带，观察点子的分布情况，选择适当的计数点，注意计、取下纸带，观察点子的分布情况，选择适当的计数点，注意计 数点间的时间间隔

5、。数点间的时间间隔。 5 5、用刻度尺分别测量出第一个点到第、用刻度尺分别测量出第一个点到第 n n个点的距离。个点的距离。 6 6、 在进行实际测量之前，依据实验要求自己设计一个表格，在进行实际测量之前，依据实验要求自己设计一个表格， 用来记录以上测量值和填写相应计算的结果。用来记录以上测量值和填写相应计算的结果。 三、纸带处理：三、纸带处理： 1.1.判断物体的运动规律判断物体的运动规律 A B C D 疏密与速度疏密与速度 的关系的关系 相等的时间内位移相等相等的时间内位移相等-匀速直线运动匀速直线运动 相等的时间内位移增大相等的时间内位移增大-加速直线运动加速直线运动 相等的时间内位移

6、减小相等的时间内位移减小-减速直线运动减速直线运动 2.2.计算变速直线运动中某段的平均速度计算变速直线运动中某段的平均速度 0 A B C D E X1 X2 X3 X4 X5 X X X X X T X t XX VAB 12 T X t XX V V DE 45 表表1： 纸带在某段时间内的平均速度纸带在某段时间内的平均速度 打点数打点数n打点间隔打点间隔 数数 n-1 运动时间运动时间 t/s 位移位移 /m 平均速度平均速度 / ms 6 50.100.07700.770 3. 3.计算变速直线运动中某点的瞬时速度计算变速直线运动中某点的瞬时速度 0 A B C D E BD BD

7、C t X V AE AE C t X V 注意：注意：如果取离如果取离 c c 点越接近的两点来求平均速度，点越接近的两点来求平均速度， 这个平均速度越接近这个平均速度越接近 c c 点的瞬时速度，但是距离太点的瞬时速度，但是距离太 小会使测量误差增大，应该根据实际情况选取这两个小会使测量误差增大，应该根据实际情况选取这两个 点。点。 表表2 手拉纸带在几个记数点所在时刻的瞬时速度手拉纸带在几个记数点所在时刻的瞬时速度 位置位置0123 t/s00.10.20.3 v/ms-10.090.15 0.24 0.32 V2=0.0095m/0.04s=0.24m/s O A B C D 2.50

8、 5.49 8.99 13.01 纸带在几个时刻的瞬时速度纸带在几个时刻的瞬时速度 位置位置OABCD -)./( 1 smv0.4580.5410.627 单位 cm 四四 、用图象表示速度、用图象表示速度 1 1、建立坐标系：、建立坐标系：以速度以速度 v v 为纵轴为纵轴，时间时间 t t 为横为横 轴轴建立直角坐标系建立直角坐标系, ,设定合适的刻度，注明单位。设定合适的刻度，注明单位。 2 2、严格按实验数据描点，根据点的分布分析速度、严格按实验数据描点，根据点的分布分析速度 的变化特点。的变化特点。 t/s v/(ms-1) 0 t/s v/(ms-1) 0 3 3、描出的点是不连

9、续的，之所以要用描出的点是不连续的，之所以要用平滑曲线来平滑曲线来 “拟合拟合”实验中描出的点实验中描出的点，是因为各个时刻都有速度，是因为各个时刻都有速度， 速度随时间是连续变化，实验中又不可能把所有时刻速度随时间是连续变化，实验中又不可能把所有时刻 的速度都测出来。的速度都测出来。 0 1 2 3 4 5 6 7 t/10 -1s v/(ms-1) 1.0 0.8 0.6 0.4 0.2 t/s0.00.10.20.3 v/ms-10.370.480.570.67 t/s0.40.50.60.7 v/ms-10.780.880.981.0 v-t 图象应用：图象应用： 1.1.能读出速度能

10、读出速度 V、时刻、时刻 t 的对应关系的对应关系 2.2.观察出速度观察出速度 V 随时间随时间 t 的变化关系的变化关系 3.3.能判断物体的运动规律能判断物体的运动规律 t O V t O V 匀速直线运动匀速直线运动加速直线运动加速直线运动 t1 v1 t O V t O V 减速直线运动减速直线运动 1. 运动的物体带动纸带被打点计时器打上一系列的点运动的物体带动纸带被打点计时器打上一系列的点, 这些点的距离不一定相等这些点的距离不一定相等，但这些点能说明但这些点能说明 A运动物体在一段时间内的位移运动物体在一段时间内的位移 B运动物体在一段时间内的运动快慢运动物体在一段时间内的运动

11、快慢 C运动物体在某时刻的位置运动物体在某时刻的位置 D运动物体的运动性质运动物体的运动性质 2. 通过打点计时器得到的一条纸带上的点子不均匀，通过打点计时器得到的一条纸带上的点子不均匀， 下列判断正确的是（下列判断正确的是（ ） A点子密集的地方物体的运动速度比较大点子密集的地方物体的运动速度比较大 B点子密集的地方物体的运动速度比较小点子密集的地方物体的运动速度比较小 C点子不均匀说明物体在做变速运动点子不均匀说明物体在做变速运动 D点子不均匀说明打点计时器有故障点子不均匀说明打点计时器有故障 3.在你练习使用打点计时器时，小车拖动纸带并在上在你练习使用打点计时器时，小车拖动纸带并在上 面打下一系列的小点面打下一系列的小点,根据你所打出纸带，在判断纸带根据你所打出纸带，在判断纸带 表示的运动是匀速直线运动还是变速直线运动时表示的运动是匀速直线运动还是变速直线运动时 A.应通过测量纸带表示的运动的全程来判断？应通过测量纸带表示的运动的全程来判断？ B.必须通过计算任意两点间的平均速度来判断必须通过计算任意两点间的平均速度来判断 C.必须通过计算全程的平均速度来计算必须通过计算全程的平均速度来计算 D.可以通过测量每相邻两点间的距离可以通过测量每相邻两点间的距离,看其是否相同来看其是否相同来 判断判断 练习：如图