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实验:用打点计时器测速度
[栏目一]情景导思
情景一:猎豹急驰如风,如何测量它的速度?
情景二:“频闪照相”测量自由下落的物体的速度。
情景三:如何测量百米冲剌的成绩
情景四:频闪测速仪
1、测量高速物体的速度的关键是什么?
2、“频闪照相”测量自由下落的物体的速度,其工作原理是什么?
3、如何提高位移和时间的测量精确度?
4、频闪测速仪主要的工作原理是什么?
[栏目二]自主探究
,它的工作电压是________伏特。电源频率是赫兹时,它每隔________s打一次点。
,这种计时器工作时,纸带运动受到的阻力比较,实验误差也就比较。
,用的方法可以减小偶然误差。
系统误差是由、造成的,特点是多次重复测量的结果总是真实值,所以无法用多次重复测量减小系统误差。
[栏目三]互动课堂
【任务一】模拟打点计时器
互动一:体验打点计时器测量原理
例题:两位同学之间,一位同学手拿一枝彩色画笔,另一位同学牵动一条宽约1 cm的长纸带,(比如每秒1次,或每秒2次),比比看,,相邻两点的距离跟牵动纸带的速度有什么关系?牵动纸带的快慢不均匀,对相邻两点所表示的时间有没有影响?
要正确测量纸带运动的速度,其关键是什么?
讲解挖掘:,点子的间隔也不均匀,但对相邻两点间的时间间隔没有影响.
显然,要正确测量纸带运动的速度,其关键要精确地控制打点的周期。
类题活用:2004年7月25日,中国用长征运载火箭成功地发射了“探测2号”.
(1)已知火箭的长度为40 m,用刻度尺测量照片上的长度,=____________m/s.
答案:
【任务二】认识打点计时器
中学物理实验室中常用的打点计时器分为两种——电磁打点计时器和电火花计时器。
互动一:电磁打点计时器的工作原理
例题1:简述电磁打点计时器的工作原理。
下图为电磁打点计时器的示意图,其主要组成部件:(1)是________;(2)是________;(3)是________;(4)是________;(5)是________。
讲解挖掘:电磁打点计时器中有一个线圈,振片就插在其中。当线圈接上交流电源时,振片就被反复磁化,一会儿相当于磁铁的N极,一会儿又相对当于磁铁的S极。这样,在永久磁铁(极性不变)的作用下,振片便振动起来,带动其上的振针上下振动而打点。
其主要组成部件:1。线圈;2。磁铁;3。打点针;4。复写纸;5。纸带
类题活用:电磁打点计时器是一种使用交流电源的仪器,当电源的频率为50Hz时,振针每隔 s打一次点,现在用打点计时器测定物体的速度,当电源频率低于50Hz时,如果仍按频率为50Hz的时间间隔打一次点计算,则测出的速度数值____(选填“大于”,“小于”,或“等于”频率为50Hz时测出的速度的值。
答案:计时、、大于。
互动二:电火花计时器
例题:简述电火花计时器的工作原理。
下图为电火花计时器的构造图,图中标出了几个主要部件的代号,它们的名称分别是:A、 B、 C、 D、 E、
F、
讲解挖掘:电火花计时器则是通过发出的脉冲电流经接正极的放电针、墨粉纸盘到接负极的纸盘轴,产生火花放电,电火花将墨粉盘上的墨粉蒸发到纸盘上,从而打出一系列的点。
主要部件的代号,它们的名称分别是:A纸带、B墨粉纸盘、C纸盘轴、D放电针、E电源插头、F接线柱。
类题活用:电火花计时器可直接连接 V的交流电源,按下,即可在纸带上打点。电火花计时器与电磁打点计时器相比优点是: 。
答案:220,脉冲输出开关,纸带运动受到的阻力比较小,实验误差也就比较小。
归纳总结:两种计时器相比较:
,但工作电压不同.
,但作用相同,都能记录相同的时间的位移.
,电火花计时器用电火花将将墨粉盘上的墨粉蒸发到纸盘上,从而打出一系列的点。
,且计时频率的稳定也优于电磁打点计时器,因而系统误差小.
.
【任务三】练习使用打点计时器
互动一:打点计时器的安装及操作中注意的问题.
例题1:电磁打点计时器中怎样安放纸带?
讲解挖掘:使用电