一、打点计时器简介
打点计时器是利用交流电源进行计时测量的仪器,记录的是时间与位移之间的关系。使用打点计时器研究纸带是我们牛顿力学第一个重要学生实验。
二、电磁打点计时器实验的原理
电磁打点计时器是一种记录运动物体在一定时间内发生位移的仪器,它使用交变电源,电源的频率是50Hz,它每隔0.02s打一次点。如果纸带运动,则纸带上的相邻点之间的时间就是0.02s。这样记录下一系列点的纸带,研究纸带上的各点间的间隔,便可以用来分析运动情况,除了位移之外,还可以用来分析速度与加速度。
通电前把纸带穿过限位孔,再把套在轴上的复写纸片压在纸带的上面,接通电源后,***圈和永久磁铁的作用下,便振动起来,带动上下振动。这时如果纸带运动,振针就通过复写纸片在纸带上留下一行小点,如果把纸带跟运动的物体连在一起,即由物体带动纸带一起运动,纸带上各点之间的距离就表示相应时间间隔中物体 。
对于匀速直线运动的情况,打点计时器打出来的纸带上的点是等间距的。
对于匀加速直线运动的情况,打点计时器打出来的纸带上的点的距离是逐渐加大的。
三、打点计时器纸带数据处理实例分析
打点计时器大部分的数据处理时来分析加速度的。我们来以下方的一个纸带数据***像来具体分析“如何利用打点计时器测量匀变速直线运动的加速度?”
四、在具体的实验操作中,需要注意的有:
(1)打点计时器使用的电源是交流电源,电磁打点计时器电压是4~6V;电火花打点计时器电压是220V。
(2)打点计时器在纸带上应打出轻重合适的小圆点,如遇到打出的是小横线、重复点或点迹不清晰,应调整振针距复写纸片的高度,使之大一点。
(3)复写纸不要装反,每打完一条纸带,应调整一下复写纸的位置,若点迹不够清晰,应考虑更换复写纸。
(4)纸带应捋平,减小摩擦力,从而起到减小误差的作用。
(5)使用打点计时器,应先接通电源,待打点计时器稳定后再放开纸带。
(6)使用电火花计时器时,还应注意把两条白纸带正确穿好,墨粉纸盘夹在两纸带之间;使用打点计时器时,应让纸带通过限位孔,压在复写纸下面。
(7)处理纸带数据时,密集点的位移差值测量起来误差大,应舍去;一般以五个点(中间间隔四个)为一个计数点。
(8)描点作***时,应把尽量多的点连在一条直线(或曲线)上不能连***上的点应分居***的两侧。误差过大的点可以舍去。
(9)打点器不能长时间连续工作。每打完一条纸带后,应及时切断电源。待装好纸带后,再次接通电源并实验。
(10)在实验室使用打点计时器时,先将打点计时器固定在实验台上,然后接通电源。
(辅导老师:何光仪)
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