產(chǎn)品描述
實驗?zāi)康?/font>
1、了解打點計時器的基本結(jié)構(gòu)和工作原理。
2、正確使用打點計時器。
3、會根據(jù)紙帶上的點跡計算平均速度。理解用平均速度表示瞬時速度所采用的等效替代方法。
實驗原理
電磁打點計時器使用50Hz交流電，每隔0.02s打一個點。當(dāng)小車運動時，打點計時器在與小車連接的紙帶上打下一系列點，紙帶上兩點之間的距離表示相應(yīng)時間Δt內(nèi)的位移Δs，利用公式 v= Δs/Δt 就可以計算出通過這段位移的平均速度。當(dāng)Δt 很小，即Δt→0 時，就可以用平均速度替代經(jīng)過該點或該時刻的瞬時速度。
實驗器材
| 序號 | 實驗箱名稱 | 器材名稱 | 數(shù)量 | 備注 |
| 1 | 軌道小車 | 1.2m小車軌道 | 1 | |
| 2 | 軌道小車 | 鑄鋁底座支持桿組件 | 1 | |
| 3 | 運動與力 | 電磁打點計時器 | 1 | |
| 4 | 軌道小車 | 紫色小車 | 1 | |
| 5 | 軌道小車 | 導(dǎo)軌支架 | 1 | |
| 6 | 軌道小車 | 導(dǎo)軌前擋板組件 | 1 | |
| 7 | 軌道小車 | 打點計時器托板 | 1 | |
| 8 | 運動與力 | 復(fù)寫紙 | 1 | |
| 9 | 運動與力 | 紙帶 | 1 | |
| 10 | 軌道小車 | 手?jǐn)Q螺絲m4*30 | 1 | |
| 11 | 軌道小車 | 手?jǐn)Q螺絲m6*30 | 1 | |
| 12 | 軌道小車 | 手?jǐn)Q螺絲m6*10 | 6 | |
| 13 | 軌道小車 | 導(dǎo)軌升降板 | 1 | |
| 14 | 軌道小車 | 小車釋放器組件 | 1 | |
| 15 | 運動與力 | 紅黑導(dǎo)線 | 1 | |
| 16 | 高中物理通用組合儀器箱 | 鋼直尺 | 1 |
實驗裝置
實驗步驟
1、認(rèn)識電磁打點計時器的基本結(jié)構(gòu)，理解其工作原理。
打點計時器的工作原理是：如圖上所示，在線圈交變磁場和永久磁鐵磁場作用下，振片帶動振針上下振動，在運動的紙帶上打下一系列點，相鄰兩點之間的時間間隔均為0.02s。
2、練習(xí)使用打點計時器，測量平均速度。
（1）把打點計時器固定在軌道上，注意打點計時器紙帶限位孔與軌道縱軸對齊，使紙帶、小車?yán)€和定滑輪在一條直線上。
（2）安裝復(fù)寫紙：先將復(fù)寫紙調(diào)節(jié)片向外拉出，把復(fù)寫紙圓孔套在復(fù)寫紙定位銷上，然后再向里推進(jìn)調(diào)節(jié)片。
（3）安裝紙帶：將紙帶穿過限位孔，從復(fù)寫紙下穿過壓紙框，從另一側(cè)限位孔穿出。
（4）啟動電源，等待1～2s 后用手水平拉動紙帶，紙帶上打出一系列點，隨后立即關(guān)閉電源。
（5）取下紙帶，從能夠看清楚的某個點開始，往后數(shù)出若干個點，如n 個點，計算出第一個點到第n 個點的運動時間Δt = 0.02（n-1）。
（6）用刻度尺量出第一個點到第n 個點的距離Δs，如圖1.1—3 所示。計算紙帶運動的平均速度v =Δs/Δt ，并填入實驗數(shù)據(jù)表一
實驗數(shù)據(jù)表一
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Δs/m |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
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Δt/s |
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v/m·s-1 |
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（7）多次改變手拉動紙帶的快慢，重復(fù)步驟（3）～（6），測量紙帶運動的平均速度，填入實驗數(shù)據(jù)表一。
3、用打點計時器測量手拉紙帶的瞬時速度。
（1） 按實驗步驟2，用手水平拉動紙帶，獲得一張打過一系列點的紙帶。
（2） 根據(jù)紙帶上的點，每隔0.1 s（或更短時間）計算一次速度：先在紙帶上用數(shù)字0，1，2，…，5 標(biāo)出這些計數(shù)點，測量包含這個點的一小段位移Δs 和對應(yīng)時間Δt，并記錄在實驗數(shù)據(jù)表二。
實驗數(shù)據(jù)表二
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計數(shù)點 |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
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Δs/m |
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Δt/s |
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v/m·s-1 |
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（3）將實驗數(shù)據(jù)表二中算出的0，1，2，…，5 各點附近的平均速度v，看作打點計時器打下這些點時的瞬時速度，填入實驗數(shù)據(jù)表三。以點0 作為計時零點。
實驗數(shù)據(jù)表三
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計數(shù)點 |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
|
v/m·s-1 |
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4、用v-t 圖像表示速度
把實驗數(shù)據(jù)表三中的v、t 數(shù)據(jù)，在v-t 直角坐標(biāo)系中描點并用一條平滑的曲線“擬合”這些點，得到v-t 圖像。
結(jié)果與討論
電磁打點計時器是實驗室常用的計時裝置。紙帶上的點跡反映了物體運動的信息，因此對點跡進(jìn)行處理就能獲得物體運動的位移、平均速度、瞬時速度以及加速度等主要物理量。
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