打点计时器实验步骤及其操作总结

纸带 打点计时器 图1-1 打点计时器实验

实验名称：打点计时器测小车加速度（重力加速度）

实验原理：电磁打点计时器（电火花打点计时器）都是使用50Hz 交流电，所以每隔0.02s 都会打下一个点。

实验器材：（测小车加速度）打点计时器、纸带若干条、铅笔、签字笔、毫米刻度尺、交流电源、带滑轮的长木板、小车、钩码

（测重力加速度）打点计时器、纸带若干条、铅笔、签字笔、毫米刻度尺、交流电源、重锤、缓冲沙盒

实验图：

实验步骤： （一）

实验操

作部分

1.依照实物图连接好电路图。 （注意：一定要使用交流电源！电 磁打点计时器是6v 低压交流电源；电火花打点计时

器是220v 交流电源。测重力加速度时，使用的是铁

架台；测小车加速度时使用的是带定滑轮的长木板，山东科技大版在设计该实验室使用了调节长木板与

水平桌面的夹角来使得小车的下滑分力来平衡小车

与长木板间的摩擦力）

2.取一条长度合适的纸带，一段与小车相连，另一端穿过打点计时器限位孔并压在复写纸之下。将小车另一端通过细线、绕过定滑轮与钩码相连。并将小车靠近打点计时器，并用手按住小车。（测重力加速度时）将纸带一端与重锤相连，另一端通过打点计时器限位孔压在复写纸之下，用手提起纸带使重锤靠近打点计时器。

3.接通电源，让打点计时器先工作一会在释放小车。（测重力加速度时）先接通电源，让打点计时器先工作一会，再释放重锤。

4.在小车运动到快靠近定滑轮时关闭电源，同时按住小车，取下纸带。（测重力加速度时）待纸带落入缓冲沙盒后在关闭电源。

5.换上新纸带，改变小车自重或钩码重，重复多次实验。（测重力加速度时）在实验室不同的位置同一高度、同一位置不同高度等采用控制变量法多做几次。

6.挑选点迹清晰的纸带，将起点处标记为O 点，以后依次每隔四个点标为一个计数点，分别为A 、B 、C 、D ……并用毫米刻度尺量出每两个相邻计数点间的距离，分别记为1x 、2x 、3x 、4x ……进行数据处理。（侧重力加速度时）选取起点与第一个点之间的距离最接近2mm 的点迹清晰的纸带，因为221

gt h 。

（二）数据处理部分

1.纸带选择：从打点计时器重复打下的多条纸带中选点迹清楚的一条，舍掉开始比较密集的点迹，从便于测量的地方取一个开始点O 作为基准点，然后每5个点取一个计数点A 、

B 、

C 、…（或者说每隔4个点取一个记数点），这样做的好处是相邻记数点间的时间间隔是纸带 夹子 重物

打点计时器 接电源 图1-2

0.1s ，便于计算．测出相邻计数点间的距离s 1、s 2、s 3 …

2.判断物体运动的性质：利用s 1、s 2、s 3 …可以计算相邻相等时间内的位移差s 2-s 1、s 3- s 2、s 4- s 3…，如果各Δs 的差值不等于零且在5%以内，可认为它们是相等的，则可以判定被测物体的运动是匀变速直线运动．

3.求被测物体在任一计数点对应时刻的瞬时速度v ：应用做匀变速直线运动的物体某段时间内的平均速度等于该段时间中间时刻的瞬时速度．如T

s s v c 232+= 4.求被测物体的加速度有3种方法：

方法1：“隔项逐差法”．从纸带上得到6个相邻相等时间内的位移，则()()2

3216549T s s s s s s a ++-++=. 方法2：利用任意两段相邻记数点间的位移求加速度，最后取平均值．如()2T n m s s a n m --= 方法3、利用v -t 图象求加速度．求出A 、B 、C 、D 、E 、F 各点的即时速度，画出如图1-5-2所示的v-t 图线，图线的斜率就是加速度a ．

（三）注意事项

1.开始要把小车停在打点计时器处，再让小车运动，

以便在纸带上打下足够的点． 2.先接通电源再放开小车．

3.选择点迹清晰的纸带，在纸带上选择点间间隔较大的一段内的点作为计数点，并做好标记供分析用．

4.将纸带平放在水平桌面上，用米尺测量任一计数点到基准点间的距离并做好记录，不要分段测量．

5.小车的加速度宜适当大些，可以减小长度测量误差，一般能在约50cm 的纸带上清楚取7-8个计数点为宜．

6.纸带运动时不要让纸带与打点计时器的限位孔摩擦． O A B

C D E F cm

x1 2.80 4.40 x2 5.95

x3 7.57 x4 9.10 x5 10.71 x6 图2

图1-5-2 t/s 0 T 2T 3T 4T 5T 6T v/(ms -1)