打点计时器测加速度

实验目的

学会使用打点计时器，通过纸带数据求出匀变速直线运动的加速度。

实验原理

交流电频率为50 Hz时，相邻两点间隔0.02 s。匀变速直线运动中，相邻相等时间间隔内的位移之差为定值：Δx = aT²。取六段位移x1～x6，用逐差法：a = [(x4+x5+x6) − (x1+x2+x3)] / (9T²)，其中T为相邻计数点的时间间隔。也可求各点瞬时速度，作v-t图像，由斜率得加速度。

实验器材

• 打点计时器
• 交流电源
• 纸带和复写纸
• 小车
• 长木板
• 钩码和细线
• 刻度尺

实验步骤

1. 把打点计时器固定在长木板一端，穿好纸带并连接小车。
2. 细线绕过滑轮挂上钩码，小车靠近打点计时器。
3. 先接通电源，再释放小车，让它拖着纸带运动。
4. 关闭电源，取下纸带，换新纸带重复实验。
5. 选取点迹清晰的纸带，确定计数点并测量各段位移。
6. 用逐差法或v-t图像计算加速度。

实验现象与结论

纸带上的点间距随时间逐渐增大，相邻相等时间内的位移差近似相等，说明小车做匀加速直线运动。由数据算出的加速度在误差范围内保持一致，v-t图像近似为一条倾斜直线。

注意事项

• 应先接通电源，再释放小车。
• 电火花计时器用220 V交流电，勿触碰放电部分。
• 小车到达末端前注意挡住，防止撞坏。

常见问题

为什么要先接通电源再释放小车？

小车运动很快，先放小车会使纸带前段没有点迹，浪费纸带，数据也不完整。

逐差法有什么优点？

充分利用所有测量数据，减小偶然误差，比只用相邻两段位移更准确。