用打点计时器测速度实验
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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。(2)把计时器上的电源插头插在交流220V电源插座上。(3)按下脉冲输出开关，用手水平地拉动两条纸带，纸带上就打上一列小点。(4)切断电源，取下纸带。二、用打点计时器测量速度1、判断物体的运动情况在纸带上打出连续的点中看看相邻的两个点间的距离是否相等。若相等则拉动纸带做匀速直线运动，若不相等则做变速直线运动。如果纸带上点迹分布不均匀，那么点迹密集的地方表示运动的速度较小，点迹稀疏的地方表示运动的速度较大。2、求平均速度：从能看得清的点数起，如果共有n个点，那么，点子的间隔数为（n-1）个，用Δt=0.02s×(N-1)计算这段纸带记录的时间是多长。用刻度尺测量距离Δx，利用公式v=Δx/Δt计算纸带通过这段位移时的平均速度。把测量和计算的结果填入表1中。3、求瞬时速度在纸带上每个五个点取为一个计数点，用数字0，1，2，……5表出这些计数点。据某位置的瞬时速度，就是无限逼近该位置附近的位移内的平均速度。测量出包含计数点在内的一小段位移Δx及对应的时间Δt，则该点的瞬时速度v=Δx/Δt，将结果记录在表2中。表2手拉纸带在几个时刻的瞬时速度位置012345△x/m△t/sv/（m/s）t/s三、用图像表示速度通常处理数据的最佳方法是将数据描绘在坐标系中，这样可以借助数学知识形象直观地判断物体的运动情况，这是科学研究的一个重要方法和手段。以速度v为纵轴，时间t为横轴在方格纸上建立直角坐标系。根据表2中的v、t数据在坐标系中描点，把这些点连起来得到的图像叫做速度-时间图像（v-t图像），该图像就反映了物体速度的变化情况。注意速度的实际变化是应该是比较平滑的，因此连线时用一条平滑的曲线来拟合坐标系中描出的点与实际情况更接近。【注意事项】 （1）打点计时器使用的电源必须是交流电源，且电压是4～6伏。（2）实验前要试验一下电磁打点计时器的振针打点是否稳定，能否打上点子．必要时应在老师的指导下调节振针的高度，使针尖不要过高也不要过低，以恰能打出清晰的点子为宜。（3）用手牵拉纸带时要平稳，可以沿着牵拉方向在桌上事先放一把刻度尺，实验时一手压尺，另一手挨着刻度尺牵拉纸带，牵拉时不宜过快或过慢。（4）纸带打完后及时断开电源。（5）测量各段距离时，最好用长尺一次完成，不宜用短尺分段测量，以免增加测量误差。读数时应估读到毫米的下一位。如果用电火花计时器，则还应注意：（1）当纸带穿过电火花计时器后，应立即将电源关闭，长时间开着会损伤墨粉纸盘。（2）墨粉纸盘上面一条纸带实验过程中不会留下点子，可以重新使用。（3）如用于固定电火花计时器时，应当握在计时器靠电源引出线部分，尽可能远离高压输出插孔，以防高压脉冲触电。（4）实验多次以后，点迹不清时，需要更换墨粉纸盘。更换时，先将弹性卡微微向外扳动，取下压纸条，将墨粉纸盘的中心孔套在纸盘轴上，再将压纸条复位。巩固练习：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______。如图所示，A是______，B是______，C是______，D是______，E是______，F是______。2.(1)应用打点记时器研究纸带的运动时，纸带上一共记有21个点，纸带运动了多长时间？(2)如果每相邻两点间的距离为2.0厘米，则纸带上首末两点的距离为多少？(3)纸带做什么运动？其速度多大？
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