实验：用打点计时测速度

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1、实验：用打点计时器测速度实验目的1.了解两种打点计时器的结构和工作原理。2.会安装并使用打点计时器。3.理解根据纸带测量速度的原理并会测量瞬时速 度。4.明确速度时间图像的意义，掌握描点法画图 像的方法，并画出该实验中的速度时间图像。实验器材电磁打点计时器（或电火花计时器）及纸带、刻度 尺、电源、导线等实验原理 一、电磁打点计时器1构造：线圈、永久磁铁、振片、振针、限 位孔、复写纸、纸带等，如下图所示2电磁打点计时 器使用的是频率为 50Hz交流电源，即每隔0.02s打一个点，电 压在6V以下 3工作原理：接通交流电源后，线圈中 产生周期性变化的磁场，振片被磁化，其极 性随线圈中磁场的变化而变

2、化，于是振片和 永久磁铁之间就产生周期性的引力和斥力， 振片就上下振动，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 上打上一系列的点4.注意事项：打点计时器在纸带上应打出轻重合适的小圆点 ，如遇到打出的是短横线，应调整一下振针距复 写纸片的高度使之增大一点。如纸带上打不出点 或点迹颜色过淡，应适当调高电源电压或更换复 写纸，或调整打点计时器的振针高度。也许是永 磁铁磁性不强引起的。使用计时器打点时，应先接通电源，待打点计 时器稳定后，再释放纸带。打完点后，立即关闭 电源（打点计时器是按间歇工作设计的，避免线 圈过热而损坏）1电火花计时器使用交流电源，工作电压是

3、220V. 2电火花计时器的构造如下图所示主要由 脉冲输出开关、放电针、墨粉纸盘、纸盘轴 等构 成二、电火花计时器3工作原理： 电火花计时 装置中有一将正弦式交变电 流转化为脉冲式交变电 流的装置当计时 器接通220V交流电源时，按下脉冲输出开 关，计时 器发出的脉冲电流经接正极的放 电针 和接负极的纸盘轴产 生火花放电，利 用火花放电将墨粉纸上墨粉蒸发到纸带 上 呈现出点迹。当电源的频率为50Hz时它 每隔0.02s打一个点4两种计时 器的比较：电磁打点计时器电火花计时器 电源性质6V以下交流电源220V交流电源(频率 50Hz) 打点频率打点时间间 隔 0.02s、频率50Hz打点时间间

4、隔0.02s、 频率50Hz 打点方式振针通过复写纸 在纸带上打点火花放电使墨粉在纸带 上成点 阻力来源纸带与限位孔、 限位盘的摩擦；振 针与纸带打点接 触时的摩擦纸带与限位孔、限位盘 的摩擦；打点时不产生 摩擦，故系统误差小精确比较电火花计时器比电磁打点计时器更精确， 因为阻力相对较小。三、纸带处理：1.根据纸带判断物体的运动规律ABCD在纸带上相邻两点间的时间间隔均为0.02s，所以 点迹密集的地方表示纸带运动的速度小。2.计算变速直线运动中某段的平均速度在纸带上选取两个点，测出位移x和时间 t，则是纸带在这段时间内的平均速度 3.计算变速直线运动中某点的瞬时速度0 A B C D E如果

5、不要求很精确，用求出的平均速度可以代表x范围内某 点的瞬时速度。如图所示的纸带上C点的瞬时速度可用B，D间 的平均速度表示,也可用A，E间的平均速度表示，并且x越小 ，t越短，平均速度越接近于某点的瞬时速度但是在实际 计算中并不是x越小越好，因为x过小会使测量误差较大， 因此应根据实际情况选取两点来测量x.012344.测量手拉纸带在几段时间的位移和平均速度并填表首先，从较清晰的某点开始并计数为0，然后每隔0.1s（或更短 些的时间）依次计数为1,2,3,4测量位移，记录时间，计算 每段的平均速度。（注意区别计数点和计时点）表1 纸带纸带 在几段时间时间 中的位移和平均速度0-10-21-32-43-54-60 A B C D EX1X2X3X4X5XX XXX表2 纸带纸带 在几个时时刻的瞬时时速度位置0123455.根据表1填写各时刻的瞬时速度四、用图像表示速度在表格中我们只能粗略得知纸带在有些间断的点的速度.要想更 直观更形象的了解纸带的速度变化规律，我们还要借助于图象 。以速度v为纵轴，时间t为横轴建立直角坐标系，根据 表2的v、t数据，用描点法在坐标系中描出物体在各 个时刻的速度，再用平滑的曲线“拟合”坐标系中所 描出的点，就得到一条能反映速度随时间变化关系的 图线，叫速度时间图象注意：根据数据选择适当 单位长度，使描绘的图像能充满坐标平面的大部分空 间。