人教版必修一物理《1.4实验:用打点计时器测速度》课件(共56张PPT)
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1、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?,1.4 实验:用打点计时器测速度,第一章 运动的描述,1、电磁打点计时器,(1)电磁打点计时器 参数: 使用交流电源(学生电源) 工作电压在 6V以下 电源的频率 50Hz 每隔 0.02s 打一个点(周期),计时仪器,线圈,振片,振针,永久磁铁,底座,构造: 线圈、永久磁铁、振片、振针、 限位孔、复写纸等。,纸带,构造:接线柱、线圈、振片、振针、永久磁铁、限位孔、定位轴 、复写纸 原理:电磁铁与永久磁铁相互作用, 注意事项:交流、电压6V,先通电等待12s后拖动纸带或释放物体、先切断电源后拾取纸带,电磁打点计时
2、器,(2)电磁打点计时器工作原理,平均速度,0,1,2,工作原理图,电磁打点计时器原理:被交变磁场磁化的振片在永久磁铁的作用下振动,振针打在复写纸上使纸带上打出一系列的点。,(1)电磁打点计时器使用的是直流电还是交流电?其工作电压为多少? (2)我国交流电的频率为50Hz,使用这种电源时,每隔多长时间打一个点,即相邻两个点之间的时间间隔是多少? (3)说出电磁打点计时器的构造?工作原理?如图141所示。 (4)解释电火花计时器的工作原理?如图142所示,它与电磁打点计时器相比,哪一种误差小?原因是什么? (5)打点计时器的打点周期取决于什么因素? (6)打点计时器打出的纸带可以记录哪些信息?,
3、思考与讨论,纸带上打下的点记录了哪些信息? 数点能获得什么?测量两点间距离获得什么?,2、电火花计时器,电火花计时器,(1)电火花计时器基本结构:,构造:电源插头、脉冲输出开关、正负脉冲输出、放电针、墨粉纸盘、纸盘轴 原理:脉冲电流经放电针、墨粉纸盘到纸盘轴,产生火花放电,蒸发墨粉落在纸带上,频率50Hz、周期0.02s 用途:计时 注意事项:交流、电压220V,先通电等待12s后拖动纸带或释放物体、先切断脉冲输出开关后拾取纸带,电源插头,脉冲输出开关,放电针,墨粉纸盘,纸盘轴,电火花打点计时器使用220 V交流电源当电源频率为50 Hz时,每隔002 s打一次点.,工作原理:当接通电源、按下
4、脉冲输出开关时,计时器发出的脉冲电流经过放电针、墨粉纸盘到纸盘轴,产生火花放电,于是在运动的线带上就打出一行点迹.,电火花计时器,工作原理图,(2)两种计时器的比较都使用交流电源,但工作电压不同工作原理不同电磁打点计时器使用振针和复写纸打点,电火花打点计时器使用电火花和墨 粉打点.电火花打点计时器工作时,纸带运动 时受到的阻力比较小,实验误差也就较小,打在纸上的点,记录了纸带的运动时间如果把纸带和运动的物体连接在一起,纸带上的点就相应地表示出运动物体在不同时刻的位置研究纸带上的点子之间的间隔,就可以了解运动物体在不同时间里发生的位移,从而了解物体的运动情况,电火花计时器 构造:电源插头、脉冲输
5、出开关、正负脉冲输出、放电针、墨粉纸盘、纸盘轴 原理:脉冲电流经放电针、墨粉纸盘到纸盘轴,产生火花放电,蒸发墨粉落在纸带上,频率50Hz、周期0.02s 用途:计时 注意事项:交流、电压220V,先通电等待12s后拖动纸带或释放物体、先切断脉冲输出开关后拾取纸带,电磁打点计时器 构造:接线柱、线圈、振片、振针、永久磁铁、复写纸、限位孔、定位轴 原理:电磁铁与永久磁铁相互作用,频率50Hz、周期0.02s 用途:计时 注意事项:交流、电压6V,先通电等待12s后拖动纸带或释放物体、先切断电源后拾取纸带,3、练习使用打点计时器,(1)实验目的练习使用电火花计时器利用打上点的纸带研究物体的运动情况
6、(2)实验器材电火花计时器、纸带、刻度尺、导线、学生电源,(3)实验步骤 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,墨粉纸盘是否在两条纸带之间。 把计时器上的电源插头在220V交流电源插座上。 按下脉冲输出开头,用手水平地拉动两条纸带,纸带上就打上一列圆小点。,取下纸带,从能看得清规戒律的某个点数起,数一数纸带上共有多少个点。如果共有n个点,点子的间隔数则为(n-1)个,用t=0.02(n-1)计算出纸带的运动时间t。 用刻度尺测量一下打下的这些点,纸带通过的距离s 有多长. 利用公式计算纸带在这段时间内的平均速度。把测量和计算的结果
7、填入表一中。,选取一条点迹清晰便于分析的纸带进行数据分析。 从能够看清的某个点开始,每隔0.1s取一个点,在纸带上用数字0,1,2 .5标出这些“测量点”,测量包括每个点的一段位移x,记录在表二中,同时记录相对应的时间,以测量该点的瞬时速度。,计算出各点附近的平均速度,把它当作计时器打下这些点时的瞬时速度,填入表三中,点0作为计时的开始,即 t=0。 以速度v为纵轴,以时间t为横轴在坐标纸上建立直角坐标系,根据表二的数据在坐标轴上描点,将这些点用平滑的曲线连接起来。,如果用电磁打点计时器,则实验步骤的前3步相应地应当是:把打点计时器固定在桌子上,让纸带穿过两个限位孔,压在复写纸的下面。把电磁打
8、点计时器的两个接线柱用导线分别与6V的低压交流电源的接线柱相连接。打开电源开关,用手水平地拉动纸带,纸带上就打出一列小点。,(4)注意事项要认清你使用了哪种类型的打点计时器,电磁打点计时器要使用6V以下的交流学生电源;而电火花计时器则直接使用220V的交变电流。开头的点迹很密集,这是由于先接通电源后拉动纸带和开始时的速度比较慢而造成的,数点时不能从开始处数,而要向后看,从能够看清的某个点开始。,如果数出了n个点,那么,他们的间隔数是(n-1)个。他们所用的运动时间为(n-1)*0.02s.打点计时器要固定好,在使用时打点计时器不允许松动。打点计时器打点结束时要立刻切断电源。要保证手每一次“水平
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