打点计时器

你可曾注意到这类现象吗?装运冰块的卡车由于冰的熔化,在行驶过程中不断有水滴落到路面上(图 3-2)。如果卡车行驶得快,路面上每两个水迹间的距离就比较大;卡车行驶得慢,水迹间的距离就比较小。如果知道卡车每秒钟滴下的水滴数,就可以把这辆滴水的卡车当作一种计时装 置。

打点计时器是利用电磁作用,使振动片以一定频率振动的计时装置, 它的构造如图 3-3 所示。

用导线把打点计时器上的接线柱接通低压交流电源后,在通电线圈和永磁铁的共同作用下,磁铁间的铁片就振动起来,因为交流电频率是 50

赫,所以铁片每秒振动 50 次。这样,固定在铁片一端的小针也以相同频率上下振动。在一辆实验小车后面固定一条纸带,将纸带穿过打点计时器的限位框,并衬在圆形复写纸的下面。当小车拉着纸带运动时,小针将在纸带上打下一系列的点子,这些点记录了运动过程中小车在各不同时刻的位置。数出纸带上记录的点子数,就可以知道小车移动一段距离所用的时间, 该段距离相当于从纸带上第一点到最后一点这段纸带的长度,这就是打点计时器的计时作用。

研究纸带上点子的分布情况,还可以知道在这段时间里小车的运动情况。图 3-4 所示的一段纸带记录了一辆实验小车在某段时间内的运动情况。纸带上每打两个点经历的时间都等于 1/50 秒=0.02 秒。从纸带的移动方向可以看出,每相邻两个点间的距离逐渐变大,这表明小车运动得越来越快,是做变速运动。用刻度尺量出纸带上第一点和最后一点之间的距离, 再数出该两点间总共有多少个时间间隔,就可以计算出小车在这段时间里运动的平均速度。