用打点计时器测速度实验报告.docx

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纳雍县第四中学物理实验报告

姓名

班级

学号

指导教师

刘立军

得分

实验名称：

一.实验目的

1.；

2.；

3.。

二.实验原理

1.认识仪器

A.电磁打点计时器

（1）构造：

①，②，③，④,⑤，⑥，⑦，⑧，⑨。

（2）工作条件：

工作电压为V的电源,电源频率为50Hz时，每隔s打一个点。

（3）工作原理：

接通交流电源后，线圈中产生周期性变化的磁场,振片被磁化,其极性随线圈中电流方向变化导致的磁场的变化而变化，于是振片和永久磁体之间就产生了周期性的引力和斥力，振片就上下振动，带动振针上下振动，通过复写纸在纸带上打下点迹。

（4）使用方法：

通电之前，把纸带穿过限位孔，再把套在轴上的复写纸压在纸带上面，再把纸带与物体连接，接通电源，让物体带动纸带一起运动，振针就通过复写纸在纸带上留下一行小点，纸带上各点之间的距离表示相应时间间隔中物体的位移，由点的情况就可以分析物体的运动情况。

B.电火花打点计时器

（1）构造：

如图所示。

（2）工作条件：

用流电源，工作电压V，当电源频率为Hz时，隔0.02s打一个点。

（3）工作原理:

电火花计时器中有一个将正弦式交变电流转化为脉冲式交变电流的装置。

当计时器接通220V、50Hz的交流电源，按下脉冲输出开关时，计时器发出的脉冲电流经放电针、墨粉纸盘到纸盘轴，产生火花放电，于是在运动的纸带上就打出一行点迹。

（4）使用方法:

与电磁打点计时器基本相同，使用时，墨粉纸盘套在纸盘轴上，纸带在墨粉纸盘下面穿过限位孔，当接通电源、按下脉冲输出开关时纸带朝向墨粉纸盘的一面就打上了一行小点。

2.实验原理

（1）两种打点计时器当接通50Hz的交流电时，都是每隔0.02s打一次点。

（2）当纸带跟运动物体连在一起时，打点计时器打在纸带上的点就相应地表示出物体在不同时刻的位置，线段上各点之间的间隔就表示出运动物体在不同时间内的位移，根据平均速度的定义式v＝，当Δt很短时，可以认为等于t时刻的瞬时速度。

（3）用表格或v-t图象描述物体的运动规律。

三.实验仪器

打点计时器（电磁打点计时器或电火花计时器）、、、、导线等。

四.实验步骤

1.把电磁（电火花）打点计时器固定在桌子上，让纸带穿过，压在复写纸（墨粉纸）的下面；

2.把电磁（电火花）打点计时器的两个接线柱用导线分别与电源的接线柱相连接；

3.打开电源开关，用手（重物）水平地拉动纸带使它在水平方向上运动，纸带上就打下了一系列点；

4.关闭电源，取下纸带，从能看得清的某个点数起，数一数纸带上共有多少个点，如果共有n个点，那么点的间隔数为n－1个，纸带的运动时间Δt＝s；

5.用刻度尺测量出从开始计数的点到最后的点间的距离Δx；

6.利用公式,计算出纸带在这段时间内的平均速度,用该平均速度代替瞬时速度；

7.从几条纸带中选择一条比较理想的纸带,舍掉开始一些比较密集的点,在后面便于测量的地方找一个开始点,以后依次每五个点取一个计数点,并标明A、B、C、D…，如图所示，测出O到A、A到B、B到C…之间的距离x1、x2、x3…。

五.数据处理

1.表格法

打点计时器打点的周期为T，则A、B、C、D…各点的瞬时速度分别为：

vA＝、vB＝、vC＝，vD＝…把数据填入下表，根据数据判断纸带是否做匀速运动。

位置编号

A（0）

B

（1）

C

（2）

D（3）

E（4）

F（5）

（xn+xn+1）/m

0.04

0.04

0.06

0.08

0.08

0.08

v/（m/s）

t/s

0.10

2.图象法

（1）图象的描绘：

以速度为纵轴、时间为横轴，在方格纸上建立直角坐标系。

根据测得的速度值在坐标系中描点，然后用平滑的曲线将这些点连接起来，就得到了一条能够描述纸带运动的速度v与时间t关系的图象。

称为速度—时间图象，简称速度图象，即v-t图象。

（2）v-t图象的意义

v-t图象非常直观地反映了速度随时间变化的情况，它并不是物体运动的轨迹．

（3）v-t图象中反映的物理量

①任一时刻瞬时速度的大小。

②速度的方向。

速度为正，表示物体沿规定的正方向运动，速度为负，表示物体沿规定的正方向的反方向运动。

③从v-t图象上可以直观的看出速度随时间的变化情况。

④匀速直线运动的图象是一条平行于t轴的直线。

⑤图线与时间轴围成图形的面积就是物体的位移。

⑥图线的斜率反映物体的加速度。

七.误差分析及注意事项

1.两种打点计时器比较

电磁打点计时器

电火花计时器

电源种类

4-6V以下低压交流电源

220V交流电源

打点频率

打点时间间隔0.02s、频率50Hz

打点时间间隔0.02s、频率50Hz

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；摩擦阻力比电磁打点计时器小

电火花计时器比电磁打点计时器更精确，实验误差小。

2.注意事项

（1）电源电压要符合要求，电磁打点计时器应使用4-6V以下交流电源；电火花计时器使用220V交流电源。

（2）实验前要检查打点的稳定性和清晰程度，必要时要进行调节或更换器材。

用电火花计时器时，应先按下脉冲输出开关，听到轻微放电声后，再拉动纸带；点迹不清时，需要更换墨粉纸盘；用电磁打点计时器时，应先检查打点的稳定性和清晰情况，必要时应调节振针的高度、振动片的长度或更换复写纸。

（3）使用打点计时器应先接通电源，待打点计时器稳定时再用手拉（释放）纸带。

开始拉动纸带的初始位置要靠近计时器，以便充分利用纸带的长度。

（4）手拉（或重物）纸带时，速度应快一些，以防点迹太密集；每拉动一次纸带，将定位轴上的复写纸片换个位置，以保证打点清晰（电火花计时器的双纸带能靠纸带的摩擦达此目的）。

（5）复写纸不要装反，每打完一条纸带，应调整一下复写纸的位置，以保证打点清晰。

纸带宽度稍小于限位孔的宽度，拉动纸带要平稳，尽量不要跟限位孔边缘接触摩擦，拉动不宜过快、过慢，尽量水平拉，以打下的点尽量清晰为标准。

（6）选择测量点时，要排除初段密集区域的点，使测量更方便；确定运动时间时，不要将点子数n和点子间隔数（n－1）混淆；测量时，以长尺一次完成为好，不要用短尺分段测量，注意按有效数字规则读数。

（7）原始数据是宝贵的实验资料，取下纸带后及时用箭头标明运动方向，实验的纸带贴在实验报告中，作为原始记录。

（8）打点计时器不能连续工作太长时间，打点之后应立即关闭电源。

纳雍县第四中学物理实验报告

姓名

班级

学号

指导教师

得分

实验名称：

用打点计时器测速度

一.实验目的

1.认识电磁打点计时器和电火花计时器的构造，并知道两种打点计时器的原理及区别；

2.会使用打点计时器，会使用打点计时器测量瞬时速度；

3.理解和应用速度-时间图象。

二.实验原理

1.认识仪器

A.电磁打点计时器

（1）构造：

①接线柱，②线圈，③永久磁铁，④振片．⑤振针，⑥限位孔，⑦复写纸，⑧纸带，⑨限位轴。

（2）工作条件：

工作电压为4-6V的交流电源,电源频率为50Hz时，每隔0.02s打一个点。

（3）工作原理：

接通交流电源后，线圈中产生周期性变化的磁场，振片被磁化，其极性随线圈中电流方向变化导致的磁场的变化而变化，于是振片和永久磁体之间就产生了周期性的引力和斥力，振片就上下振动，带动振针上下振动，通过复写纸在纸带上打下点迹。

（4）使用方法：

通电之前，把纸带穿过限位孔，再把套在轴上的复写纸压在纸带上面，再把纸带与物体连接，接通电源，让物体带动纸带一起运动，振针就通过复写纸在纸带上留下一行小点，纸带上各点之间的距离表示相应时间间隔中物体的位移，由点的情况就可以分析物体的运动情况。

B.电火花打点计时器

（1）构造：

如图所示。

（2）工作条件：

用交流电源，工作电压220V，当电源频率为50Hz时，隔0.02s打一个点。

（3）工作原理:

电火花计时器中有一个将正弦式交变电流转化为脉冲式交变电流的装置。

当计时器接通220V、50Hz的交流电源，按下脉冲输出开关时，计时器发出的脉冲电流经放电针、墨粉纸盘到纸盘轴，产生火花放电，于是在运动的纸带上就打出一行点迹。

（4）使用方法:

与电磁打点计时器基本相同，使用时，墨粉纸盘套在纸盘轴上，纸带在墨粉纸盘下面穿过限位孔，当接通电源、按下脉冲输出开关时纸带朝向墨粉纸盘的一面就打上了一行小点。

2.实验原理

（1）两种打点计时器当接通50Hz的交流电时，都是每隔0.02s打一次点。

（2）当纸带跟运动物体连在一起时，打点计时器打在纸带上的点就相应地表示出物体在不同时刻的位置，线段上各点之间的间隔就表示出运动物体在不同时间内的位移，根据平均速度的定义式v＝，当Δt很短时，可以认为等于t时刻的瞬时速度。

（3）用表格或v-t图象描述物体的运动规律。

三.实验仪器

打点计时器（电磁打点计时器或电火花计时器）、纸带、刻度尺、交流电源、导线等。

四.实验步骤

1.把电磁（电火花）打点计时器固定在桌子上，让纸带穿过限位孔，压在复写纸（墨粉纸）的下面；

2.把电磁（电火花）打点计时器的两个接线柱用导线分别与电源的接线柱相连接；

3.打开电源开关，用手（重物）水平地拉动纸带使它在水平方向上运动，纸带上就打下了一系列点；

4.关闭电源，取下纸带，从能看得清的某个点数起，数一数纸带上共有多少个点，如果共有n个点，那么点的间隔数为n－1个，纸带的运动时间Δt＝0.02（n－1）s；

5.用刻度尺测量出从开始计数的点到最后的点间的距离Δx；

6.利用公式＝，计算出纸带在这段时间内的平均速度；

7.从几条纸带中选择一条比较理想的纸带,舍掉开始一些比较密集的点,在后面便于测量的地方找一个开始点,以后依次每五个点取一个计数点,并标明A、B、C、D…，如图所示，测出O到A、A到B、B到C…之间的距离x1、x2、x3…。

五.数据处理

1.表格法

打点计时器打点的周期为T，则A、B、C、D…各点的瞬时速度分别为：

vA＝、vB＝、vC＝，vD＝…把数据填入下表，根据数据判断纸带是否做匀速运动。

位置编号

A

（1）

B

（2）

C（3）

D（4）

E（5）

F（6）

（xn+xn+1）/m

0.04

0.04

0.06

0.08

0.08

0.08

v/（m/s）

t/s

0.10

2.图象法

（1）图象的描绘：

以速度v为纵轴、时间t为横轴，在方格纸上建立直角坐标系。

根据测得的速度值在坐标系中描点，然后用平滑的曲线将这些点连接起来，就得到了一条能够描述纸带运动的速度v与时间t关系的图象。

称为速度—时间图象，简称速度图象，即v-t图象。

（2）v-t图象的意义

v-t图象非常直观地反映了速度随时间变化的情况，它并不是物体运动的轨迹．

（3）v-t图象中反映的物理量