【學(xué)習(xí)目標(biāo)】 1.了解打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的計(jì)時(shí)原理，理解紙帶中包含的物體 運(yùn)動(dòng)的信息(時(shí)間、位移)． 2.會(huì)安裝并使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，理解根據(jù)紙帶測(cè)量速度的 原理并測(cè)量瞬時(shí)速度． 3.明確速度一時(shí)間圖象的物理意義，描點(diǎn)法畫(huà)圖象的方 法,并畫(huà)出該實(shí)驗(yàn)中的速度—時(shí)間圖像
2.電火花計(jì) 時(shí)器是利用火花和墨粉在紙帶上打出墨點(diǎn)而顯示出點(diǎn)跡的打點(diǎn)儀器，工作電壓是220v使用時(shí) , 墨粉紙?zhí)自诩埍P(pán)軸上，把紙帶穿過(guò)限位孔。當(dāng)電源頻率是50Hz時(shí)，它也是每隔0.02s 打一次點(diǎn)。這種計(jì)時(shí)器工作時(shí)，紙帶運(yùn)動(dòng)受到的阻力比較 小 ，實(shí)驗(yàn)誤差也就比較 小 。
1.電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是一種使用交流電源的 打點(diǎn) 儀器，工作電壓在 6V以下 ，當(dāng)電源的頻率是50Hz時(shí)，它每隔 0.02S 打一次點(diǎn)。通電以前，把紙帶穿過(guò) 限位孔 ，再把套在軸上的 復(fù)寫(xiě)紙 壓在紙帶上面
3. 測(cè)量打過(guò)點(diǎn)的紙帶，根據(jù)量出的A、D兩點(diǎn)間的距離△x和時(shí)間△t算出的平均速度v=△x/△t。用這個(gè)速度可以近似地表示紙帶經(jīng)過(guò)A點(diǎn)時(shí)的瞬時(shí)速度 ，如果△t再小一些（如A、C之間或A、B之間），用平均速度代表A點(diǎn)的瞬時(shí)速度會(huì) 越接近 4．物體的運(yùn)動(dòng)也可以用圖象描述，它可以更 直觀地反映變化的規(guī)律。以速度v為 縱軸，時(shí)間t為橫軸在方格紙上建立直角坐標(biāo)系，描述速度v與時(shí)間t的變化規(guī)律，這種圖象叫v-t圖象
1.電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用低壓交流電源工作，大家想一想能不能使用直流電源，為什么? 2.怎樣根據(jù)紙帶上的點(diǎn)跡計(jì)算紙帶的平均速度?3.怎樣根據(jù)紙帶上的點(diǎn)跡計(jì)算紙帶的瞬時(shí)速度?
2．儀器原理：電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是一種記錄運(yùn)動(dòng)物體在一定時(shí)間間隔內(nèi)位移的儀器，它使用交流電源,由學(xué)生電源供電，工作電壓在 6V 以下，當(dāng)電源的頻率是50 Hz時(shí)，它每隔 0.02s 打一個(gè)點(diǎn).
注意：電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器不能使用直流電源，因?yàn)楣ぷ髟碇惺强侩娏鞣较虻母淖儊?lái)改變磁鐵的磁場(chǎng)方向，從而促使振動(dòng)片上下振動(dòng)并且振動(dòng)片的振動(dòng)周期與電源的電流變化周期一致。
3.使用方法：通電前把紙帶穿過(guò)限位孔，再把套在軸上的復(fù)寫(xiě)紙片壓在紙帶的上面，接通電源后，在線圈和永久磁鐵的作用下，振片便振動(dòng)起來(lái)，帶動(dòng)其上的 振針上下振動(dòng)。這時(shí)，如果紙帶運(yùn)動(dòng)，振針就通過(guò)復(fù)寫(xiě)紙片在紙帶上留下一行小點(diǎn)，如果把紙帶跟運(yùn)動(dòng)的物體連在一起，即由物體帶動(dòng)紙帶一起運(yùn)動(dòng)，紙帶上各點(diǎn)之間的距離就表示相應(yīng)時(shí)間間隔中物體的 位移 。
2．儀器工作原理： 電火花計(jì)時(shí)器的原理與電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器相同，不過(guò)在紙帶上打點(diǎn)的不是振針和復(fù)寫(xiě)紙，而是電火花和墨粉。它使用220V的交流電源,當(dāng)接通電源、按下脈沖輸出開(kāi)關(guān)時(shí)，計(jì)時(shí)器發(fā)出的脈沖電流經(jīng)放電針、墨粉紙盤(pán)，產(chǎn)生火花放電，于是在運(yùn)動(dòng)的紙帶上就打出一行點(diǎn)跡。當(dāng)電源的頻率是50 Hz時(shí)，每隔0.02s打一次點(diǎn)。這種計(jì)時(shí)器工作時(shí)，紙帶運(yùn)動(dòng)受到的阻力比較 小 ，實(shí)驗(yàn)誤差也就比較 小 。
使用方法（實(shí)驗(yàn)步驟）: (與電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器基本相同) 1.把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在桌子上，紙帶穿過(guò)限位孔，把墨粉紙盤(pán)套在紙盤(pán)軸上，并且壓在紙帶上面，墨粉紙盤(pán)黑色的一面向下，用彈性卡壓住。 2.插上電源 。 3.打開(kāi)電源開(kāi)關(guān)，電源工作穩(wěn)定后，用手水平地牽拉紙帶，紙帶被打上了許多小點(diǎn), 隨后立即關(guān)閉電源。（手拉紙帶速度快慢適中） ，多打幾條紙帶。 4.取下紙帶，處理數(shù)據(jù)，把測(cè)量結(jié)果記錄表格中。
注意：在處理數(shù)據(jù)時(shí)，要從能夠看清的某個(gè)點(diǎn)開(kāi)始，往后數(shù)n個(gè)點(diǎn)
在進(jìn)行實(shí)際測(cè)量，處理數(shù)據(jù)之前，自己應(yīng)設(shè)計(jì)一個(gè)表格，用來(lái)記錄測(cè)量值。
紙帶的處理 ——1.測(cè)DG段的平均速度
（1）需測(cè)量的物理量：△x （2）關(guān)系式： △x / △t
如何測(cè)出E點(diǎn)的瞬時(shí)速度？
數(shù)據(jù)處理： 1、從能看清的某個(gè)點(diǎn)開(kāi)始，往后數(shù)出N個(gè)點(diǎn)，這些點(diǎn)劃分出來(lái)的間隔數(shù)是 N-1 2、計(jì)算出紙帶從第一個(gè)點(diǎn)到第N個(gè)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為 0.02(N-1)s。 3、用刻度尺測(cè)量出第一個(gè)點(diǎn)到第n個(gè)點(diǎn)的距離X
1.測(cè)量記數(shù)點(diǎn)之間的長(zhǎng)度時(shí)會(huì)產(chǎn)生偶然誤差。2.用平均速度近似代表瞬時(shí)速度也可能會(huì)產(chǎn)生系統(tǒng)誤差。????
1）振針打出的點(diǎn)不清晰或者打不出點(diǎn)的原因：1.可能是復(fù)寫(xiě)紙?jiān)摀Q新的了2.可能是針的振動(dòng)幅度太小，可以調(diào)整振片的位置。3.可能是振針的位置太高，調(diào)節(jié)振針直到能打出清晰點(diǎn)為止4.可能是選擇電壓太低?？梢赃m當(dāng)提高電壓。2）紙帶打出的不是點(diǎn)而是一些短線，可能是振針壓的過(guò)緊。應(yīng)調(diào)高針的位置
1.紙帶打完后及時(shí)斷開(kāi)電源。?2.小車的速度應(yīng)適當(dāng)大一些，以能在紙帶上長(zhǎng)約50cm的范圍內(nèi)清楚地取7—8個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)為宜。????3.應(yīng)區(qū)別計(jì)時(shí)器打出的軌跡點(diǎn)與人為選取的計(jì)數(shù)點(diǎn)，通常每隔4個(gè)軌跡點(diǎn)選1個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，選取的記數(shù)點(diǎn)不少于6個(gè)。?4.不要分段測(cè)量各段位移，可統(tǒng)一量出各計(jì)數(shù)點(diǎn)到計(jì)數(shù)起點(diǎn)0之間的距離，讀數(shù)時(shí)應(yīng)估讀到毫米的下一位。這樣可以減小誤差。?5.應(yīng)先接通電源，后釋放紙帶
在方格紙上建立直角坐標(biāo)系，用縱坐標(biāo)表示 速度 ，用橫坐標(biāo)表示 時(shí)間 ，設(shè)定合適的刻度，注明單位。根據(jù)表中各時(shí)刻的速度，將（v，t）作為一組坐標(biāo)在圖象中嚴(yán)格按實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)描點(diǎn)。將點(diǎn)連線后得出的圖象稱為速度—時(shí)間圖象（v-t圖象）。
用圖象表示速度的變化規(guī)律（重點(diǎn)）
0 1 2 3 4 5 6 7
1.某同學(xué)將紙帶穿過(guò)限位孔，接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源，拉動(dòng)紙帶，但在紙帶上打不上點(diǎn)，其可能原因是 ( ????? )? A．復(fù)寫(xiě)紙放反????? B．使用了直流電源??? C．振針過(guò)短???? D．紙帶運(yùn)動(dòng)過(guò)快 2.打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)的周期，決定于 (????? ) A．交流電壓的高低??????? ? ?B. 交流電的頻率 C．永久磁鐵的磁性強(qiáng)弱??? D. 振針與復(fù)寫(xiě)紙間的距離 3.在“練習(xí)使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器”的實(shí)驗(yàn)中，下列操作正確的是 (?? ) A．打點(diǎn)前，小車應(yīng)靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，要先接通電源，待計(jì)時(shí)器開(kāi)始打點(diǎn) 再釋放小車； B．要舍去紙帶上密集點(diǎn)，然后選取計(jì)數(shù)點(diǎn)。 C．打點(diǎn)頻率為50Hz，每四個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，則計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的時(shí)間間隔為0.1S。 D．實(shí)驗(yàn)中應(yīng)使小車速度盡量小些。
4.一學(xué)生在練習(xí)使用電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器時(shí)，紙帶上打出的不是圓點(diǎn)，而是一些短線，這可能是因?yàn)? ) A．打點(diǎn)計(jì)時(shí)器錯(cuò)接在直流電源上； B．電源電壓不穩(wěn)定； C．打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的電壓頻率不穩(wěn)定； D．振針到復(fù)寫(xiě)紙片的距離太小解析 ：A、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的是交流電源，若打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接在直流電源上，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器不打點(diǎn)，故A錯(cuò)誤； B、點(diǎn)痕的輕重和電源電壓不穩(wěn)有關(guān)，電源電壓不穩(wěn)不會(huì)導(dǎo)致短線，故B錯(cuò)誤; C、打點(diǎn)周期為T=1f，因此電源頻率不穩(wěn)，只會(huì)影響打點(diǎn)的時(shí)間間隔，不會(huì)影響點(diǎn)的形狀，不會(huì)造成短線，故C錯(cuò)誤； D、振針到復(fù)寫(xiě)紙片的距離太小，打點(diǎn)針壓得過(guò)緊，振針和紙帶接觸時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，可能造成短線，故D正確； 故選：D．

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