【实验目的】

练习使用打点计时器.

【实验原理】

(1)电磁打点计时器

电磁打点计时器(如图2-4-1所示)是一种使用低压交流电源的计时仪器，工作电压4V～6v，当电源频率为50 Hz时，它每隔s=0.02 s打一次点。

(2)电火花计时器。

电火花计时器(如图2-4-2所示)是利用火花放电在纸带上打出小孔而显示出点迹的计时仪器，使用时，墨粉纸盘套在纸盘轴上，并夹在两条白纸带之间。当接通220v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接正极的放电针、墨粉纸盘到接负极的纸盘轴，产生火花放电(如图2-4-3所示).于是在运动的纸带1上就打出一列点迹.当电源频率是50Hz时，它每隔0.02s打一次点.电火花计时器工作时，纸带运动受到的阻力小，比电磁打点计时器实验误差小。

【注意事项】

(1)要先接通电源，后让纸带运动，并且每打完一条纸带.应及时切断电源.

(2)拉动纸带时要平直，不要与限位孔摩擦。

(3)不必把打的第一个点作为计量起点。

(4)测某段长度时，不要用短尺分段测量。

二、研究匀变速直线运动

【实验目的】

(1)学会用打上点的纸带研究物体的运动。

(2)掌握判断物体是否做匀变速运动的方法。

(3)会利用纸带测定匀变速直线运动的加速度。

【实验原理】

(1)匀变速直线运动的特点

①物体做匀变速直线运动时，若加速度为a，在各个连续相等的时间T内发生的位移依次为s1、s2、s3…sn，则有：s2一s1=S3一s2=…=sn-sn-1=aT2，即任意两个连续相等的时间内的位移差相等。可以依据这个特点，判断一个物体是否做匀变速直线运动。

②匀变速直线运动的物体在某段时间内的平均速度等于该段时间内中间时刻的即时速度.

(2)由纸带求物体加速度的方法.

①逐差法

设相邻相同时间(T)内的位移分别为s1、s2…s6

由s2-s1=s3-s2=s4-s3=…=sn-sn-1=aT2，知

S4-s1=3a1T2

S5-s2=3a1T2

S6-s3=3a1T2

得加速度a为：

②图象法

以打某计数点时为计时起点，然后，利用测出打各点时的速度， 描点得v-t图象，v-t图象的斜率即为加速度，如图2-4-4所示。

③“平均速度法”求速度,即,如图2-4-5所示.

【实验器材】

电火花计时器或电磁打点计时器，一端附有滑轮的长木板、小车、纸带、细绳、钩码、刻度尺、导线、电源、复写纸片。

【实验步骤】

(1)把一端附有滑轮的长木板平放在实验桌上，并使浒伸出桌面，把打点计时器固定在长木板上没有滑轮的一端，接好电路，如图2-4-6所示.

(2)把一条细绳拴在小车上，细绳跨过滑轮，井在绳的另端挂上合适的钩码，把纸带穿过打点计时器(纸带要放在复写纸下面)，并把纸带的一端固定在小车的后面。

(3)把小车停在靠近打点计时器处，接通电源后，放开小车，让小车运动，打点计时器就在纸带上打下一系列的点，取下纸带，换上新纸带，重复实验三次.

(4)从三条纸带中选择一条比较理想的纸带，舍掉开头一些比较密集的点，在后边便于测量的地方找一个开始点，为了测量方便和减少误差，通常不用每打一次点的时间作为时间的单位，而用每打五次点的时间作为时间的单位，就是T=0.02s×5=0.ls，在选好的开始点下标明A，依次标为B、C、D、E…叫做计数点。

(5)测出六段位移s1、S2、S3、s4、s5、S6的长度。

(6)根据测量结果，利用“实验原理”中给出的公式算出加速度a1、a2、a3的值，注意T=0.1s，求出a1、a2、a3的平均值，它就是小车做匀变速直线运动的加速度。

【注意事项】

(1)要在钩码(或砂桶)落地处放上软垫或砂箱，防止撞坏钩码.

(2)要在小车到达滑轮前用手按住它或放置泡沫塑料挡板，防止小车掉在地上。

(3)小车的加速度宜适当大些，可以减小长度的测量误差，加速度大小以能在约50 cm的纸带上清楚地取出7～8个计数点为宜。

(4)纸带运动时尽量不要让纸带与打点计时器的限位孔摩擦。

(5)事先接通电源后，待打点计时器工作稳定后，再放开小车，放开小车时，小车要靠近打点计时器，以充分利用纸带。

(6)不要分段测量各段位移，应尽可能地一次测量完毕(可先统一量出各计数点到计数起点0之间的距离)。读数时应估读毫米的下一位。