4 实验:用打点计时器测速度
[学习目标] 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.掌握测瞬时速度的方法,会用打出的纸带求瞬时速度.3.会用图象表示速度随时间变化的规律.
一、打点计时器及其原理
1.作用及分类
打点计时器是一种使用交流(填"交流"或"直流")电源的计时仪器,当电源频率为50 Hz时,它每隔0.02_s打一次点,打点计时器和纸带配合,可以记录物体运动的时间及在一段时间内的位移,供高中学生实验用的计时器有电磁打点计时器和电火花计时器两种.
2.电磁打点计时器
(1)工作电压:6_V以下的交流(填"交流"或"直流")电源;
(2)原理:接通电源后,在线圈和永久磁铁的作用下,振片便振动起来,带动其上的振针上下振动.这时,如果纸带运动,振针就通过复写纸在纸带上留下一行小点.
3.电火花计时器
(1)工作电压:220_V交流电源;
(2)原理:当接通电源、按下脉冲输出开关时,计时器发出的脉冲电流经放电针、墨粉纸盘到纸盘轴,产生火花放电,于是在运动的纸带上打出一行点迹.
4.两种计时器误差比较
电火花计时器使用中对纸带的运动阻力极小,因而系统误差较小.
二、练习使用打点计时器
1.实验步骤
(1)把打点计时器固定在桌子上并穿好纸带.
(2)把打点计时器的两个接线柱接到交流电源上(电磁打点计时器接6 V以下低压交流电,电火花计时器接220 V交流电).
(3)先接通电源开关,再用手水平拉动纸带,纸带上就打下一行小点,随后立即关闭电源.
(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n个点的间隔数为n-1个,则纸带的运动时间Δt=(n-1)×0.02 s.
(5)用刻度尺测量出从开始计数的点到最后的点间的距离Δx.
(6)利用公式v=计算出纸带在这段时间内的平均速度.
2.注意事项