第三節(jié) 記錄物體的運動信息
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學 習 目 標
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知 識 脈 絡
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1.了解打點計時器的結(jié)構(gòu)和工作原理,并學會安裝和使用.(重點)
2.理解紙帶中包含的物體的運動信息.(重點)
3.理解利用紙帶判斷物體運動快慢的原理.(難點)
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一、打點計時器及其使用
1.打點計時器:一種通過在紙帶上打出一系列的點來記錄物體運動信息的儀器.
2.分類:電火花打點計時器和電磁打點計時器.
3.電火花打點計時器
(1)工作電壓:220 V交流電源.
(2)原理:當接通電源、按下脈沖輸出開關(guān)時,計時器發(fā)出的脈沖電流經(jīng)放電針、墨粉紙盤到紙盤軸,產(chǎn)生火花放電,于是在運動的紙帶上就打出一系列點跡.
4.電磁打點計時器
(1)工作電壓:6_V交流電源.
(2)原理:接通交流電源后,在線圈和永久磁鐵的作用下,振片便振動起來,帶動其上的振針上下振動.這時如果紙帶運動,振針就通過復寫紙在紙帶上留下一系列小點.
5.打點間隔:當電源頻率是50 Hz時,紙帶上每打出兩個相鄰點所經(jīng)歷的時間都是 0.02_s.
二、數(shù)字計時器
1.計時裝置的組成
由數(shù)字計時器和光電門組成計時裝置,如圖所示.
2.光電門
由發(fā)光裝置(紅外發(fā)光二極管)和光線接收裝置(光敏元件)構(gòu)成.光敏元件接收由發(fā)光裝置發(fā)出的光線,通常處于被照亮的狀態(tài).
3.計時器
有兩個輸入插口與光電門相連.
4.計時原理
當寬度一定的物體通過光電門時,光線被擋,光敏元件處于暗狀態(tài),向數(shù)字計時器發(fā)出脈沖信號,觸發(fā)數(shù)字計時器開始計時,遮光結(jié)束(物體通過)停止計時,這樣就記錄下物體遮擋一個光電門光線的短暫時間.
數(shù)字計時器還可以記錄物體經(jīng)過兩個光電門之間的時間,即任一光電門第一次遮光時開始計時,第二次遮光時停止計時,計時器顯示的是兩次遮光之間的時間(物體先后通過兩個光電門之間的時間).
1.思考判斷(正確的打“√”,錯誤的打“×”)
(1)電磁打點計時器和電火花打點計時器的工作電壓都是220 V的交變電壓. (×)
(2)使用打點計時器(電源頻率為50 Hz)打出的紙帶相鄰兩個點的時間間隔為0.02 s. (√)
(3)打點計時器在紙帶上準確記錄了運動物體的位移和時間. (√)
(4)數(shù)字計時器不能記錄物體前后兩次擋光的時間間隔. (×)
(5)數(shù)字計時器能夠測量出小到1 ms或0.1 ms的時間間隔. (√)