打点计时器实验
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1.4 实验:用打点计时器测速度思维导图
内容提要一、两种打点计时器作用:是一种使用交流电源的,能够按照相同时间间隔,在纸带上连续打点的计时仪器 。当电源频率为 时,每隔 打一个点。 纸带上各点间的距离表示相应时间间隔内物体的位移。
种类:
电源 | 以下低压交流电 | 交流电 |
打点频率 | 频率 ,打点时间间隔 | 频率 ,打点时间间隔 |
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 | 纸带与限位孔的摩擦,振针与纸带打点接触时的摩擦 | 纸带与限位孔的摩擦 |
特别提醒
电火花计时器工作时纸带受阻力较小,应优先选用。
3. 外观结构
二、练习使用打点计时器固定打点计时器
安装纸带
启动电源,用手水平拉动纸带,纸带上就打出一行小点。随后立即关闭电源。
特别提醒
先接通电源,后拉纸带,之后立即关闭电源!
观察纸带上点迹的分布,调整拉的速度,再打两条。
选取一条点迹清晰的纸带为研究对象,从能看清楚的某个点开始记为,依次标记计数点 。
用刻度尺测出第一个点到第 个点的距离。
三、纸带数据分析根据纸带点迹判断物体运动情况
由于,相邻两点时间间隔是确定的 ,那么
(1)如果点迹分布均匀,可判断纸带作匀速运动;
(2)如果点迹分布密集,可判断运动速度较小;
(3)如果点迹分布稀疏,可判断运动速度较大。
计算纸带的平均速度
纸带上第一个点到第 个点的时间间隔 ,用刻度尺测出第一个点到第 个点的距离,则平均速度 .
粗略计算瞬时速度
当一段位移 对应的时间 很小时,可以用这段时间内的平均速度粗略地表示 内某一时刻的瞬时速度。 如下图 , 两点离 点更近,算出的平均速度更接近于 点的瞬时速度。但两点间距离过小会导致测量误差增大,应该根据实际情况选取这两个点。
特别提醒
注意 计数点与计时点 之间的区别,计时点指打点计时器实际打出的点,相邻两计时点的时间间隔由电源的频率决定。在计算相邻计数点的时间间隔时,一定要按照问题的描述来确定,每五个计时点(或每隔四个点)取一个计数点,则相邻计数点的时间间隔为 。
四、用 图象表示速度以速度 为纵轴,时间 为横轴建立坐标系,选择合适的标度,使图线尽可能布满坐标系,注明速度和时间的单位。
按实测数据描点,根据点的分布分析速度的变化趋势。
用平滑曲线(不是折线)来拟合坐标系中的点,要注意“顺势””平滑“。如果有些点难以落在曲线上,应该使它们大致均匀地分布在曲线两侧。
五、其他测速方法
光电门
光源和光敏管相对,当遮光条把光遮住,数字计时器会自动记录遮光时间 ,再测出遮光条的宽度 ,可以算出滑块经过光电门时的速度 ,由于遮光条很窄, 很小,可认为是瞬时速度。
超声波测速
照相机拍照测速