人教版必修一14《實(shí)驗(yàn)：用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)速度》12-文庫(kù)吧
2024-11-19 10:11 本頁(yè)面
【正文】 ?牽動(dòng)紙帶的快慢不均勻，對(duì)相鄰兩點(diǎn)所表示的時(shí)間有沒(méi)有影響 ? ，為了比較他們的運(yùn)動(dòng)情況，現(xiàn)在讓每位同學(xué)都提著底部穿孔、漏沙比較均勻的兩個(gè)沙袋一起競(jìng)走，然后通過(guò)他們的漏沙情況來(lái)判斷他們的勻速運(yùn)動(dòng)情況和加速情況 . 以上兩個(gè)探究活動(dòng)目的是讓學(xué)生體驗(yàn)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器通過(guò)打點(diǎn)達(dá)到計(jì)時(shí)目的的原理 . 學(xué)生做完后討論 . 生：相鄰兩點(diǎn)間的距離隨著牽動(dòng)紙帶的速度的增 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(méi)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(lái)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(lái) . 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(shuō)明書(shū)，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(shuō)明書(shū)，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(guò)限位孔，再把套在軸上的復(fù)寫(xiě)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而不斷變化，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 化周期一致，即為 著上下振動(dòng)起來(lái) .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) . 圖 1－ 4－ 1 電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器 【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，為什么？ 生：工作原理中是靠電流方向的改變來(lái)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 . 二、電火花計(jì)時(shí)器 教師布置學(xué)生對(duì)照儀器看說(shuō)明書(shū)，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(shuō)明書(shū)，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 . 電火花計(jì)時(shí)器電火花計(jì)時(shí)器的外形如圖 1－ 4－ 2 所示，它可以代替電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用，也可以與簡(jiǎn)易電火花描跡儀配套使用 . 圖 1－ 4－ 2 使用時(shí)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(pán)的中心孔套在紙盤(pán)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(pán)軸之間的限位槽中穿過(guò)，并且要讓墨粉紙盤(pán)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(pán)運(yùn)動(dòng)，當(dāng)按下脈沖輸出開(kāi)關(guān)時(shí)，放電火花不至于始終在墨粉紙盤(pán)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(zhǎng)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(lái)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50 μ 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 μ 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 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(xiě)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
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