用打点计时器测速度实验报告.doc

用打点计时器测速度实验报告 一.实验目的 1、研究自由落体运动的特性。 2、实验研究匀变速运动相邻两点的距离差满足 s(n)+s(n+1)=aT*T 。 3、计算匀变速运动中某点瞬时速度。 二.实验原理及注意事项 1、实验原理： 电磁打点计时器是一种使用交流电源的计时仪器，其工作电压是4~6V，电源的频率是50Hz，它每隔0.02s打一次点。 电火花计时器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220V交流电压，当频率为50Hz时，它每隔0.02s打一次点，电火花计时器工作时，纸带运动所受到的阻力比较小，它比电磁打点计时器实验误差小。 2、注意事项： 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，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；一般以五个点为一个计数点。 8.描点作图时，应把尽量多的点连在一条直线（或曲线）上不能连在线上的点应分居在线的两侧。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。 三.实验步骤 1.把长木板平放在实验桌上，并使滑轮伸出桌面 2.把打点计时器固定在木板没有滑轮的一侧，并连好电路 3.把一条细绳栓在小车上，细绳跨过定滑轮，下边吊着合适的钩码。 4.把穿过打点计时器的纸带固定在小车后面 5.使小车停在靠近打点计时器处,接通电源，放开小车，让小车运动 6.断开电源，取出纸带 7.换上新的纸带，再重做两次 4.测量并处理数据 五.实验结论 1、自由落体运动初始点的分析：看纸带的前两个点的距离是否接近2mm，接近2mm的纸带才是由静止开始的自由落体运动实验纸带。 2、实验纸带是否研究匀变速运动的分析：测量纸带上相邻各点的距离之差是否相等，若相等就是匀变速运动，否则就不是；即匀变速运动的纸带相邻两点的距离差满足 s(n)+s(n+1)=aT*T 3、计算匀变速运动中某点瞬时速度；由匀变速运动物体在某段位移的平均速度等于物体在该段位移中点时刻的瞬时速度；即 V（n）=〔s(n)+s(n+1)〕/2t s(n)指第N-1个计时点到第N个计时点的位移,s(n+1）指第N个计时点到第N+1个计时点的位移？〔s(n)+s(n+1)〕指第N-1个计时点到第N+1个计时点的位移.(即把要求的点包括在了他们中间即N处) ，t指发生两个相邻计数点(N-1到N,N到N+1)之间的时间间隔.2T就是时间间隔总和 4、计算匀变速运动的加速度： （1）、理想纸带的加速度计算：由于理想纸带描述的相邻两个计数点间的距离之差完全相等，即 有：S2-S1=S3-S2=…=S(n)-S(n-1)=△S=aT*T；故其加速度 a=△S/(T*T) (2)、实际的实验纸带加速度计算：由于实验过程中存在一定的误差，导致各相邻两个计数点间的距离之差不完全相等，为减小计算加速度时产生的偶然误差，采用隔位分析法计算，可以减小运算量，方法是，用S1,S2,S3.......表示相邻计数点的距离，两计数点间的时间间隔为T,根据=aT*T有 S4-S1=(S4-S3)+(S3-S2)+(S2-S1)=3a1T*T 同理S5-S2=S6-S3=3a2T*T 求出a1=(S4-S1)/3T*T a2=(S5-S2)/3T*T a3=(S6-S3)/3T*T 再求平均值计算加速度 ：a=(a1+a2+a3)/3