人教版必修一14《實(shí)驗(yàn)：用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)速度》3-文庫吧
2024-11-19 10:11 本頁面
【正文】 增大而加大．紙帶運(yùn)動(dòng)的快慢不均勻，點(diǎn)子的間隔也不均勻，但對(duì)相鄰兩點(diǎn)間的時(shí)間間隔沒有影響． 生：參加競(jìng)走的兩人若運(yùn)動(dòng)快慢比較穩(wěn)定，則漏沙比較均勻，若加速運(yùn)動(dòng)，會(huì)發(fā)現(xiàn)快的時(shí)候漏沙少，慢的時(shí)候漏沙多． [新課教學(xué) ] 師：在以上的活動(dòng)中，同學(xué)們認(rèn)識(shí)到了打點(diǎn)和漏沙可以體現(xiàn)物體運(yùn)動(dòng)的快慢．今天我們就來學(xué)習(xí)用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)定物體運(yùn)動(dòng)速度的方法，并用圖象把這些速度形象地表示出來． 一、電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器 教師布置學(xué)生對(duì)照儀器看說明書，引導(dǎo)學(xué) 生注意其重點(diǎn)：觀察打點(diǎn)計(jì)時(shí)器并閱讀其使用說明書，明確電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)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(diǎn)計(jì)時(shí)器是一種使用交流電源的計(jì)時(shí)儀器，如圖 1— 4— 1 所示．工作電壓為 4 V～ 6 V．當(dāng)電源的頻率是 50 Hz時(shí)，它每隔 s打一次點(diǎn)．通電以前，把紙帶穿過限位孔，再把套在軸上的復(fù)寫紙片壓在紙帶的上面．當(dāng)接通電源時(shí)，線圈產(chǎn)生的交變磁場(chǎng)使振動(dòng)片 (由彈簧鋼制成 )磁化，振動(dòng)片的一端位于永久磁鐵的磁場(chǎng)中．由于振動(dòng)片的磁極隨著電流方向的改變面不斷變化，在永久磁鐵的磁場(chǎng)作用下，振動(dòng)片將上下振動(dòng)，其振動(dòng) 周期與線圈中的電流變化局期一致，即為 ．位于振片一端的振針就跟著上下振動(dòng)起來，這時(shí)，如果紙帶運(yùn)動(dòng)，振針就在紙帶上打出一系列小點(diǎn)。 [交流與討論 ] 電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)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，為什學(xué) 生 活 動(dòng) 學(xué)生做完后討論． 么 ? 生：工作原理中是靠電流方向的改變來改變磁鐵的磁場(chǎng)方向，從而促使振動(dòng)片上下振動(dòng)，并且振動(dòng)片的振動(dòng)周期與電源的電流變化周期一致。若使用 50 Hz 的交流電，打點(diǎn)的時(shí)間間隔為 0． 。 二、電火花計(jì)時(shí)器 教師布置學(xué)生對(duì)照儀器看說明書，引導(dǎo)學(xué)生注意其重點(diǎn)：觀察打 點(diǎn)計(jì)時(shí)器并閱讀說明書，明確兩種打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的結(jié)構(gòu)、各部分的名稱、工作原理及使用方法．使用時(shí)電源插頭直接插在交流 220V 插座內(nèi)，將裁成圓片 (直徑約 38mm)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 (20mmX700mm)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(dāng)兩條紙帶運(yùn)動(dòng)時(shí)，也能帶動(dòng)墨粉紙盤運(yùn)動(dòng)，當(dāng)按下脈沖輸出開關(guān)時(shí)，放電火花不至于始終在墨粉紙盤的同一位置而影響到點(diǎn)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(shí)驗(yàn)，還可以用兩條白紙帶夾著一 條墨粉紙帶做實(shí)驗(yàn)；墨粉紙可以使用比較長的時(shí)間，一條白紙帶也可以重復(fù)使用，應(yīng)注意降低實(shí)驗(yàn)成本。 [交流與討論 ] 從原理上考慮，電火花計(jì)時(shí)器跟電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器相比，哪個(gè)更好些，誤差可能會(huì)更小 ? 生：電火花計(jì)時(shí)器可能會(huì)更好些，因?yàn)殡姶糯螯c(diǎn)計(jì)時(shí)器中振針和紙帶間的摩擦?xí)笮? 教師評(píng)論并系統(tǒng)總結(jié)． 師：電火花計(jì)時(shí)器使用中運(yùn)動(dòng)阻力極小，這種極小阻力來自于紙帶運(yùn)動(dòng)的本身，而不是打點(diǎn)產(chǎn)生的，因而系統(tǒng)誤差小，計(jì)時(shí)精度與交流電源頻率的穩(wěn)定程度一致 (脈沖周期不大于 50181。s，這一方面也遠(yuǎn)優(yōu)于電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器 )，同時(shí)它的操作簡(jiǎn)易，使用安全可靠 (脈沖放電電流平均值不大于 5 181。A)． 師：打點(diǎn)計(jì)時(shí)器能記錄哪些信息 ? 生：時(shí)間和位移． 下面的時(shí)間交給學(xué)生自主探究． (課堂訓(xùn)練 ) 出示例題：電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的打點(diǎn)周期取決于????????????? ( ) A．交流電壓的高低 B．交流電的頻率 C．永久磁鐵的磁性強(qiáng)弱 D．振針與復(fù)寫紙間的距離 答案： B 解析：電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的打點(diǎn)周期，即振針擊打復(fù)寫紙和紙帶的周期，從它利用電磁感應(yīng)打點(diǎn)的原理可知，振針是由振片帶動(dòng)振動(dòng)的，而振片上下振動(dòng)的周期就是線圈中磁 場(chǎng)變化的周期，與所用交流電源的電流方向變化周期相對(duì)應(yīng)．也就是交流電的周期，等于交流電的頻率的倒數(shù)，即若使用電源的頻率為 50
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