用打点计时器测速度-江苏乐百仕教育有限公司

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用打点计时器测速度

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产品描述

实验目的

1、了解打点计时器的基本结构和工作原理。

2、正确使用打点计时器。

3、会根据纸带上的点迹计算平均速度。理解用平均速度表示瞬时速度所采用的等效替代方法。

实验原理

电磁打点计时器使用50Hz交流电，每隔0.02s打一个点。当小车运动时，打点计时器在与小车连接的纸带上打下一系列点，纸带上两点之间的距离表示相应时间Δt内的位移Δs，利用公式 v= Δs/Δt 就可以计算出通过这段位移的平均速度。当Δt 很小，即Δt→0 时，就可以用平均速度替代经过该点或该时刻的瞬时速度。

实验器材

序号	实验箱名称	器材名称	数量	备注
1	轨道小车	1.2m小车轨道	1
2	轨道小车	铸铝底座支持杆组件	1
3	运动与力	电磁打点计时器	1
4	轨道小车	紫色小车	1
5	轨道小车	导轨支架	1
6	轨道小车	导轨前挡板组件	1
7	轨道小车	打点计时器托板	1
8	运动与力	复写纸	1
9	运动与力	纸带	1
10	轨道小车	手拧螺丝m4*30	1
11	轨道小车	手拧螺丝m6*30	1
12	轨道小车	手拧螺丝m6*10	6
13	轨道小车	导轨升降板	1
14	轨道小车	小车释放器组件	1
15	运动与力	红黑导线	1
16	高中物理通用组合仪器箱	钢直尺	1

实验装置

实验步骤

1、认识电磁打点计时器的基本结构，理解其工作原理。

打点计时器的工作原理是：如图上所示，在线圈交变磁场和永久磁铁磁场作用下，振片带动振针上下振动，在运动的纸带上打下一系列点，相邻两点之间的时间间隔均为0.02s。

2、练习使用打点计时器，测量平均速度。

（1）把打点计时器固定在轨道上，注意打点计时器纸带限位孔与轨道纵轴对齐，使纸带、小车拉线和定滑轮在一条直线上。

（2）安装复写纸：先将复写纸调节片向外拉出，把复写纸圆孔套在复写纸定位销上，然后再向里推进调节片。

（3）安装纸带：将纸带穿过限位孔，从复写纸下穿过压纸框，从另一侧限位孔穿出。

（4）启动电源，等待1～2s 后用手水平拉动纸带，纸带上打出一系列点，随后立即关闭电源。

（5）取下纸带，从能够看清楚的某个点开始，往后数出若干个点，如n 个点，计算出第一个点到第n 个点的运动时间Δt = 0.02（n-1）。

（6）用刻度尺量出第一个点到第n 个点的距离Δs，如图1.1—3 所示。计算纸带运动的平均速度v =Δs/Δt ，并填入实验数据表一

实验数据表一

Δs/m	1	2	3	4	5
Δt/s
v/m·s-1

（7）多次改变手拉动纸带的快慢，重复步骤（3）～（6），测量纸带运动的平均速度，填入实验数据表一。

3、用打点计时器测量手拉纸带的瞬时速度。

（1）按实验步骤2，用手水平拉动纸带，获得一张打过一系列点的纸带。

（2）根据纸带上的点，每隔0.1 s（或更短时间）计算一次速度：先在纸带上用数字0，1，2，…，5 标出这些计数点，测量包含这个点的一小段位移Δs 和对应时间Δt，并记录在实验数据表二。

实验数据表二

计数点	0	1	2	3	4
Δs/m
Δt/s
v/m·s^-1

（3）将实验数据表二中算出的0，1，2，…，5 各点附近的平均速度v，看作打点计时器打下这些点时的瞬时速度，填入实验数据表三。以点0 作为计时零点。

实验数据表三

计数点	0	1	2	3	4
v/m·s-1

4、用v-t 图像表示速度

把实验数据表三中的v、t 数据，在v-t 直角坐标系中描点并用一条平滑的曲线“拟合”这些点，得到v-t 图像。

结果与讨论

电磁打点计时器是实验室常用的计时装置。纸带上的点迹反映了物体运动的信息，因此对点迹进行处理就能获得物体运动的位移、平均速度、瞬时速度以及加速度等主要物理量。