高中物理 第一章 运动的描述 第4节 实验 用打点计时器测速度讲义（含解析）新人教版必修1-新人教版高中必修1物理教案

第 4 节实验：用打点计时器测速度 一、实验目的1．了解两种打点计时器的结构和工作原理，并学会安装和使用。2．理解根据纸带测量速度的原理，学会粗略测量瞬时速度。3．能利用 v t 图像分析物体的运动。二、实验原理1．两种打点计时器的对比电火花计时器电磁打点计时器结构图示工作电压220 V 交流电6 V 以下交流电打点方式周期性产生电火花振针周期性上、下振动打点周期0.02 s0.02 s记录信息位置、时刻和位移、时间2．电磁打点计时器的工作原理如图所示，当给电磁打点计时器的线圈通电后，线圈产生磁场，线圈中的振片被磁化，振片在永久磁铁磁场的作用下向上或向下运动，由于交流电的方向每个周期要变化两次，因此振片被磁化后的磁极要发生变化，永久磁铁对它的作用力的方向也要发生变化。振动片的一端装有打点针，当纸带从针尖下通过时，便会打上一系列点。3．电火花计时器的工作原理电火花计时器是利用电火花放电在纸带上打出小孔而显示出点迹的计时仪器。使用时，墨粉纸盘套在纸盘轴上，并夹在两条纸带间，当接通 220 V 交流电源，按下脉冲输出开关时，计时器发出的脉冲电流经接正极的放电针、墨粉纸盘到接负极的纸盘轴，产生火花放电，于是在运动的纸带上就打出一列点迹。4．测平均速度、瞬时速度的原理与运动物体连在一起的纸带上打出的点记录了物体在不同时刻的位置，用刻度尺测出两个计数点间的位移 Δx，这两点间的时间间隔 Δt，则平均速度 v＝。当 Δt 很短时，可以认为为 t 时刻的瞬时速度。三、实验器材电磁打点计时器(或电火花计时器)、学生电源(电火花计时器使用 220 V 交流电源)、刻度尺、纸带、复写纸、导线、坐标纸等。四、实验步骤1．把电磁打点计时器固定在桌子上，纸带穿过限位孔，把复写纸套在定位轴上，并且压在纸带上面。2．把电磁打点计时器的两个接线柱接到 6 V 的低压交流电源上。3．接通电源开关，用手水平拉动纸带，使它在水平方向上运动，纸带上就打下一系列点。随后关闭电源。4．取下纸带，从能看得清的某个点开始，往后数出若干个点，如果共有 n 个点，那么这n 个点的间隔数为 n－1，则纸带的运动时间 Δt＝(n－1)×0.02 s。5．用刻度尺测量出这几个点间的距离 Δx。6．利用公式 v＝计算出纸带在这段时间内的平均速度。7．把纸带上能看得清的某个点作为起始点 O，以后的点分别标上 A、B、C、D……作为“计数点”，如图所示，依次测出 O 到 A、A 到 B、B 到 C……之间...