高考物理打點計時器測速度實驗操作復習
高考物理打點計時器測速度實驗操作復習
用打點計時器測速度時中間時刻瞬時速度,等于這段時間的平均速度。高考物理打點計時器測速度實驗操作是怎樣的呢?下面是學習啦小編為大家整理的高考物理打點計時器測速度實驗操作復習資料，希望對大家有所幫助!
高考物理用打點計時器測速度實驗操作復習資料
一. 教學內(nèi)容：實驗：用打點計時器測速度
二. 教學重點 ：
1. 了解誤差有關(guān)常識和有效數(shù)字運算相關(guān)知識.
2. 學會使用打點計時器。
3. 能根據(jù)紙帶計算物體運動的瞬時速度。
4.用打點計時器測速度物理實驗：會用描點法描繪物體的速度?D?D時間圖象，并從中獲取物理信息。
三. 教學難點：
處理紙帶的方法，用描點法畫圖象的能力。
四. 重點、難點解析：
(一)誤差和有效數(shù)字
1. 誤差
測量值與真實值的差異叫做誤差。誤差可分為系統(tǒng)誤差和偶然誤差兩種。
(1)系統(tǒng)誤差的特點是在多次重復同一實驗時，誤差總是同樣地偏大或偏小。系統(tǒng)誤差具有確定的方向性，因此找出其產(chǎn)生的原因后，可采取適當?shù)拇胧p小或消除它。
(2)偶然誤差總是有時偏大，有時偏小，并且偏大和偏小的機會相同。減小偶然誤差的方法，可以多進行幾次測量，求出幾次測量的數(shù)值的平均值。這個平均值比某一次測得的數(shù)值更接近于真實值。
2. 有效數(shù)字
帶有一位不可靠數(shù)字的近似數(shù)字，叫做有效數(shù)字。
(1)有效數(shù)字是指近似數(shù)字而言。
(2)只能帶有一位不可靠數(shù)字，不是位數(shù)越多越好。
凡是用測量儀器直接測量的結(jié)果，讀數(shù)一般要求在讀出儀器最小刻度所在位的數(shù)值(可靠數(shù)字)后，再向下估讀一位(不可靠數(shù)字)，這里不受有效數(shù)字位數(shù)的限制。
間接測量的有效數(shù)字運算不作特別要求，運算結(jié)果一般可用2~3位有效數(shù)字表示。
從儀器上讀出來的數(shù)值，經(jīng)常有一位數(shù)是估計出來的，或多或少存在著誤差。例如米尺的最小刻度是mm(0.001m)，那么用米尺測量長度可讀到十分之一毫米(0.0001m)。0.001m這一位可以從米尺上讀出來，是可靠的，0.001m位前面的數(shù)都是可靠數(shù)，0.0001m這一位是測量者估讀出來的，估讀的數(shù)字因人而異，因此是有疑問的，稱為存疑數(shù)。由于0.0001m位已存疑，在它以后各位數(shù)的估讀已無必要。我們把可靠數(shù)加上最后一位存疑數(shù)，一起記錄下來，統(tǒng)稱為有效數(shù)字。
(二)打點計時器原理及使用
1. 電磁打點計時器
教師布置學生對照儀器看說明書，引導學生注意其重點：觀察打點計時器并閱讀其使用說明書，明確電磁打點計時器的結(jié)構(gòu)、各部分的名稱、工作原理及使用方法。
電磁打點計時器是一種使用交流電源的計時儀器，如圖1所示。工作電壓為4V～6V。當電源的頻率是50Hz時，它每隔0.02s打一次點。通電以前，把紙帶穿過限位孔，再把套在軸上的復寫紙片壓在紙帶的上面。當接通電源時，線圈產(chǎn)生的交變磁場使振動片(由彈簧鋼制成)磁化，www.xuexidiyi.com振動片的一端位于永久磁鐵的磁場中。由于振動片的磁極隨著電流方向的改變而不斷變化，在永久磁鐵的磁場作用下，振動片將上下振動，其振動周期與線圈中的電流變化周期一致，即為 0.02s。位于振片一端的振針就跟著上下振動起來。這時，如果紙帶運動，振針就在紙帶上打出一系列小點。
電磁打點計時器
電磁打點計時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?
使用時電源插頭直接插在交流220 V插座內(nèi)，將裁成圓片(直徑約38 mm)的墨粉紙盤的中心孔套在紙盤軸上，將剪切整齊的兩條普通有光白紙帶(20 mm×700 mm)從彈性卡和紙盤軸之間的限位槽中穿過，并且要讓墨粉紙盤夾在兩條紙帶之間。這樣當兩條紙帶運動時，也能帶動墨粉紙盤運動，當按下脈沖輸出開關(guān)時，放電火花不至于始終在墨粉紙盤的同一位置而影響到點跡的清晰度。也可以用上述尺寸的白紙帶和墨粉紙帶(位于下面)做實驗，還可以用兩條白紙帶夾著一條墨粉紙帶做實驗;墨粉紙可以使用比較長的時間，一條白紙帶也可以重復使用，應注意降低實驗成本。
從原理上考慮，電火花計時器跟電磁打點計時器相比，哪個更好些，誤差可能會更小?
小結(jié)：電火花計時器使用中運動阻力極小，這種極小阻力來自于紙帶運動的本身，而不是打點產(chǎn)生的，因而系統(tǒng)誤差小，計時精度與交流電源頻率的穩(wěn)定程度一致(脈沖周期誤差不大于50s，這一方面也遠優(yōu)于電磁打點計時器)，同時它的操作簡易，使用安全可靠(脈沖放電電流平均值不大于5A)。
打點計時器能記錄哪些信息?
答案：B
答：將復寫紙?zhí)自趶蛯懠埗ㄎ讳N上，推動調(diào)節(jié)片，可調(diào)節(jié)復寫紙位置。將紙帶從復寫紙圓片下穿過。
問題2：振針打的點不清晰或打不出點可能是哪些原因?怎樣調(diào)整?
答：因打點計時器是按間歇工作設計的，故長期工作可能會因線圈發(fā)熱而損壞。
電火花計時器的紙帶安裝方法：
使用電火花計時器在紙帶上打點，安裝紙帶的方法有兩種：一種是用一條紙帶從墨粉盤下穿過，打點時墨粉盤不隨紙帶轉(zhuǎn)動，電火花只將墨粉盤上某一位置的墨粉蒸發(fā)到紙帶上，打出的點跡顏色較淡，打過一條紙帶后要將墨粉盤轉(zhuǎn)一角度再打另一條紙帶。學生實驗時可采用這一方法。另一種是用兩條紙帶，將墨粉盤夾在中間，拖動紙帶時由于兩條紙帶的摩擦作用，墨粉盤會隨紙帶轉(zhuǎn)動，電火花將墨粉盤上不同位置的墨粉蒸發(fā)到紙帶上，所以打出的點跡顏色較重。墨粉盤上面的一條紙帶沒有點跡，可重復使用。用一條紙帶打點時，紙帶與打點計時器之間的摩擦阻力較小，用兩條紙帶打點時摩擦阻力較大。不管用哪種方法，打完紙帶后應立即切斷電源。
問題4：處理紙帶時，從能夠看清的某個點開始，往后數(shù)出若干個點。如果數(shù)出n個點，這些點劃分出來的時間間隔數(shù)是多少?，T為相鄰兩個字母之間的時間間隔。用這個平均速度代表紙帶經(jīng)過E點時的瞬時速度vE =vDF。
可以大致表示E點的瞬時速度，D、F兩點離E點越近，算出的平均速度越接近E點的瞬時速度。然而D、F兩點距離過小則測量誤差增大，應該根據(jù)實際情況選取這兩個點。
根據(jù)粗略表示某點瞬時速度的方法，選擇合適的計數(shù)點，測量包含這個點的一段時間內(nèi)的位移Δx，同時記錄對應的時間Δt，填入教材第23頁中設計好的表1中。
算出剛填完的表1中各點附近的平均速度，把它當作計時器打下這些點時的瞬時速度，抄入教材表2中。從該表中能粗略看出手拉紙帶運動的速度變化情況。
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