练习使用打点计时器
打点计时器是高中力学实验中记录时间和位移的基本仪器,常见的有电磁打点计时器和电火花计时器。本实验通过拖动纸带打点,练习仪器的安装与操作,学会数点、测距离、算时间间隔,为后续测速度和加速度的实验打下基础。
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实验目的
了解打点计时器的构造和工作原理,学会正确使用,并能从纸带上获取时间和位移信息。
实验原理
打点计时器接频率为50 Hz的交流电,每隔0.02 s打一个点。纸带随物体运动,相邻两点的时间间隔为0.02 s,点间距离就是这段时间内的位移。点迹越密,说明相同时间内位移越小,运动越慢;点距均匀,说明物体做匀速运动。
实验器材
- 电磁打点计时器
- 电火花计时器
- 低压交流电源
- 纸带
- 复写纸
- 刻度尺
- 小车或重物
- 导线
实验步骤
- 把打点计时器固定在桌边,纸带穿过限位孔,复写纸压在纸带上方
- 按仪器要求接好电源:电磁打点计时器用低压交流,电火花计时器用220 V交流
- 手拿纸带一端,使物体靠近计时器,先接通电源再拉动纸带
- 打点结束后立即断开电源,取下纸带
- 用刻度尺测量相邻点间的距离,数出间隔数并算出对应时间
- 改变拉动的快慢重复实验,比较不同纸带上点迹的疏密
实验现象与结论
拉得快,点迹稀疏;拉得慢,点迹密集。匀速拉动时点距均匀,加速拉动时点距逐渐变大。n个点之间有(n-1)个时间间隔,对应时间为0.02(n-1) s。点迹的分布直接反映了物体的运动情况。
注意事项
- 必须先接通电源,再拉动纸带
- 使用交流电源,不能接直流电
- 电火花计时器用220 V电压,不要触碰放电部位
- 打点完毕及时断开电源
常见问题
- 为什么要先接通电源再拉纸带?
- 先通电让计时器稳定工作,纸带一开始运动的点就能被记录;若先拉纸带,开头一段会漏打点,纸带利用率低。
- 纸带上点迹不清晰或有短线是什么原因?
- 常见原因是复写纸用旧、振针与纸带距离不合适,或纸带运动太慢。可更换复写纸、调整振针高度后重做。
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