第一章运动的描述学案4实验:用打点计时器测速度古时候由于生产力不发达,计时的方法是滴水法和回影法等原始的方法。随着科学技术的发展,今天的计时方法既有钟表等一般的计时器,又有精确度极高的光电计时器,在实验室中我们用的是打点计时器,分为电磁打点计时器和电火花计时器,那么它们的工作原理、构造及使用是怎样的呢?学点1电磁打点计时器和电火花计时器⒈对打点计时器的认识⑴电磁打点计时器:它是一种记录运动物体在一定时间间隔内位移的仪器。当接通6V以下低压交流电源时,在线圈和永久磁铁的作用下,振片便上下振动起来,位于振片一端的振针就跟着上下振动而打点,这时,如果纸带运动,振针就在纸带上打出一系列点,当交流电源频率为50Hz时,它每隔0.02s打一点,即打出的纸带上每相邻两点间的时间间隔为0.02s。⑵电火花计时器:它是利用火花放电在纸带上打出小点而显示点迹的计时仪器。当接通220V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,于是在运动纸带上就打出一系列点迹。当电源频率为50Hz时,它也是每隔0.02s打一次点,即打出的纸带上每相邻两点间的时间间隔也是0.02s。⑶电火花计时器工作时,纸带运动时受到阻力小,比电磁打点计时器实验误差小。⑷打在纸带上的点,记录了纸带运动的时间,如果把纸带跟物体连在一起,纸带上的点就相应地表示出运动物体在不同时刻的位置。说明:电磁打点计时器和电火花计时器的原理基本一样,打点的时间间隔都是0.02s,所以今后的叙述中不再区分,统称打点计时器。电磁打点计时器是利用电磁感应原理,其结构如图甲所示;电火花计时器是利用火花放电在纸带上打点的,其结构如图乙所示。甲乙图1-4-1实验步骤:⑴把打点计时器固定在桌子上,按照要求装好纸带。⑵打点计时器接交流电源。⑶接通电源,用手水平地拉动纸带,纸带上就打出了一行小点,随后立即关闭电源。⑷取下纸带,从能看得清的某个点数起,数一数纸带上共有多少个点,如果共有n个点,那么点的间隔数为n-1个,则纸带的运动时间t=0.02(n-1)s。⑸用刻度尺测量一下从开始计数的一点到最后一点n间的距离。⑹利用公式v=Δx/Δt计算出纸带在这段时间内的平均速度。2.打点计时器的使用说明:①打点计时器是一种记录运动物体在一定时间间隔内位移的仪器。②在使用前应了解它的结构,在使用时要遵照操作规程。1【例1】电磁打点计时器是一种使用______电源的计时仪器,它的工作电压是________V,当电源频率是50Hz时,它每隔______s打一次点。使用打点计时器时,纸带应穿过________,复写纸应套在________上,并要放在纸带的____面;应把________电源用导线接在_________上;打点时应先__________,再让纸带运动。【解析】电磁打点计时器是一种测量时间的仪器,使用低于10V低压交流电源,它每隔一个周期打一个点,因此纸带上的两个点之间的时间间隔为交流电的周期,使用打点计时器时,纸带应穿过限位孔,复写纸套在定位轴上,打点时要先接通电源再让纸带运动。使用电火花计时器分析物体运动情况的实验中:⑴在如下基本步骤中,正确的排列顺序为____________________。A.把电火花计时器固定在桌子上B.安放纸带C.松开纸带让物体带着纸带运动D.接通220V交流电源E.按下脉冲输出开关,进行打点⑵在安放纸带时,要检查墨粉纸盘是否已经正确地套在__________上,还要检查_____________是否夹在纸带之间。交流接通电源低于60.02限位孔定位轴上低压交流接线柱纸盘轴墨粉纸盘A、B、D、E、C⑶用打点计时器测量瞬时速度的方法与步骤:①把打点计时器固定在桌子上。②按照说明把纸带装好。③启动电源,用手水平地拉动纸带,纸带上就打出一系列的点。随后立即关闭电源。④取下纸带,从能够看清的某个点开始,每隔0.1s,即每5个点取1个“测量点”标出0,1,2,…,5,如图1-4-3所示。学点2用打点计时器测量瞬时速度⑴电磁打点计时器和电火花计时器的结构和原理。⑵练习使用打点计时器,利用打上点的纸带研究物体的运动情况。图1-4-3⑤根据v=Δx/Δt计算出0,1,2,…,5各点附近的平均速度,把它当作计时器打下这...