1．實(shí)驗(yàn)步驟
(1)把電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在水平桌面上，紙帶穿過(guò)限位孔，把復(fù)寫(xiě)紙?zhí)自诙ㄎ惠S上，而且壓在紙帶里面；
(2)把電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的兩個(gè)接線(xiàn)柱接到8V的低壓交變電源上；
(3)接通電源，用手水平帶動(dòng)紙帶，使紙帶在水平方向上運(yùn)動(dòng)，紙帶上就打下一系列點(diǎn)，此后立刻關(guān)掉電源。
2．?dāng)?shù)據(jù)處理
(1)檢測(cè)平均速率
①選取紙帶上一點(diǎn)為起始點(diǎn)0，前面每5個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，分別用數(shù)字1,2,3，…標(biāo)出那些計(jì)數(shù)點(diǎn)；
②測(cè)量各計(jì)數(shù)點(diǎn)到起始點(diǎn)0的距離x，記錄在表1中；
③計(jì)算兩相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的位移Δx，同時(shí)記錄對(duì)應(yīng)的時(shí)間Δt；
④根據(jù)Δx和Δt估算紙帶在相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的平均速率v。
(2)檢測(cè)瞬時(shí)速率
①?gòu)募垘鹗键c(diǎn)0算起，前面每3個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)；
②測(cè)量各計(jì)數(shù)點(diǎn)到起始點(diǎn)0的距離x測(cè)量平均速度的實(shí)驗(yàn)原理，記錄在表2中；
③計(jì)算兩相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的位移Δx，同時(shí)記錄對(duì)應(yīng)的時(shí)間Δt；
④根據(jù)Δx和Δt算出的速率值就可以代表在Δx這一區(qū)間內(nèi)任意一點(diǎn)的瞬時(shí)速率。將算出的各計(jì)數(shù)點(diǎn)的速率值記錄在表2中。
3．偏差剖析
(1)借助平均速率來(lái)取代計(jì)數(shù)點(diǎn)的瞬時(shí)速率導(dǎo)致偏差。為減少此種偏差，應(yīng)取以計(jì)數(shù)點(diǎn)為中間時(shí)刻的較近的兩點(diǎn)間的位移Δx來(lái)求平均速率。
(2)檢測(cè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間的位移Δx帶來(lái)偏差。減少此偏差的方式：一是取計(jì)數(shù)點(diǎn)時(shí)，相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離不能過(guò)??；二是一次測(cè)出各計(jì)數(shù)點(diǎn)到起始計(jì)數(shù)點(diǎn)的距離，再分別估算出各相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離。
測(cè)瞬時(shí)速率的其他方式
1．利用傳感與計(jì)算機(jī)測(cè)速度
(1)如圖1所示，是借助位移傳感檢測(cè)速率的示意圖。這個(gè)系統(tǒng)由發(fā)射器A與接收器B組成，發(fā)射器A還能發(fā)射紅外線(xiàn)和超聲波訊號(hào)，接收器B可以接收紅外線(xiàn)和超聲波訊號(hào)。發(fā)射器A固定在被測(cè)的運(yùn)動(dòng)物體上，接收器B固定在桌面上或?qū)к壣稀z測(cè)時(shí)A向B同時(shí)發(fā)射一個(gè)紅外線(xiàn)脈沖和一個(gè)超聲波脈沖(即持續(xù)時(shí)間很短的一束紅外線(xiàn)和一束超聲波)。B接收到紅外線(xiàn)脈沖開(kāi)始計(jì)時(shí)，接收到超聲波脈沖時(shí)停止計(jì)時(shí)。按照二者的時(shí)差和空氣中的波速，計(jì)算機(jī)手動(dòng)算出A與B的距離(紅外線(xiàn)的傳播時(shí)間可以忽視)。
經(jīng)過(guò)短暫的時(shí)間Δt后，傳感和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)手動(dòng)進(jìn)行第二次檢測(cè)，得到物體的新位置。算出兩個(gè)位置差，即物體運(yùn)動(dòng)的位移Δx，系統(tǒng)根據(jù)v＝Δx/Δt算出速率v，顯示在屏幕上。所有那些操作都可以在不到1s的時(shí)間內(nèi)手動(dòng)完成。這樣測(cè)出的速率是發(fā)射器A在時(shí)間Δt內(nèi)的平均速率。但是Δt很短，一般設(shè)置為0.02s，所以Δx與Δt之比可以代表此刻發(fā)射器A(即運(yùn)動(dòng)物體)的瞬時(shí)速率。
(2)另一種位移傳感，如圖2所示。這個(gè)系統(tǒng)只有一個(gè)不動(dòng)的小盒C，工作時(shí)小盒C向被測(cè)物體D發(fā)出短暫的超聲波脈沖，脈沖被運(yùn)動(dòng)物體反射后又被小盒C接收。按照發(fā)射與接收超聲波脈沖的時(shí)間差和空氣中的波速，可以得到小盒C與運(yùn)動(dòng)物體D的距離x1、x2以及Δx和Δt，進(jìn)而系統(tǒng)就能算出運(yùn)動(dòng)物體D的速率v。
2．借助光電門(mén)測(cè)瞬時(shí)速率
實(shí)驗(yàn)裝置如圖3所示，使一輛貨車(chē)從一端墊高的木板上滑下，木板旁裝有光電門(mén)，其中A管發(fā)出光線(xiàn)，B管接收光線(xiàn)。當(dāng)固定在車(chē)上的遮光板通過(guò)光電門(mén)時(shí)，光線(xiàn)被抵擋，從記錄儀上可以直接讀出光線(xiàn)被抵擋的時(shí)間。這段時(shí)間就是遮光板通過(guò)光電門(mén)的時(shí)間。按照遮光板的厚度Δx和測(cè)出的時(shí)間Δt，就可以算出遮光板通過(guò)光電門(mén)的平均速率（v=Δx/Δt）。因?yàn)檎诠獍宓暮穸圈很小，可以覺(jué)得這個(gè)平均速率就是貨車(chē)通過(guò)光電門(mén)的瞬時(shí)速率。
3．借助頻閃拍照法估算物體的速率
頻閃拍照法是一種借助拍照技術(shù)每間隔一定時(shí)間爆光，因而在膠卷上產(chǎn)生間隔相同時(shí)間的影像的方式。在頻閃拍照中會(huì)用到頻閃燈，它每隔相等時(shí)間閃光一次測(cè)量平均速度的實(shí)驗(yàn)原理，比如每隔0.1s閃光一次，即每秒閃光10次。當(dāng)物體運(yùn)動(dòng)時(shí)，借助頻閃燈照明，拍照機(jī)可以拍攝出該物體每隔相等時(shí)間的像，因而記錄物體每隔相等時(shí)間所抵達(dá)的位置。通過(guò)這些方式拍攝的相片稱(chēng)為頻閃相片。圖4中是采用每秒閃光10次拍攝的小球沿斜面滾下的頻閃相片示意圖，相片中每?jī)蓚€(gè)相鄰小球的影像間隔的時(shí)間都是0.1s，這樣便記錄了物體運(yùn)動(dòng)的時(shí)間。物體運(yùn)動(dòng)的位移則可以用卷尺量出。與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器記錄信息相比，頻閃燈的閃光頻度相當(dāng)于打點(diǎn)計(jì)時(shí)器交變電源的頻度，而相同時(shí)間間隔出現(xiàn)的影像則相當(dāng)于打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的點(diǎn)跡。為此，運(yùn)動(dòng)物體的頻閃相片既記錄了物體運(yùn)動(dòng)的時(shí)間信息，又記錄了物體運(yùn)動(dòng)的位移信息。至于求平均速率和瞬時(shí)速率，與剖析打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶時(shí)所用的方式相同。
處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí)的注意事項(xiàng)
(1)平均速率可由v＝Δx/Δt求出。求瞬時(shí)速率時(shí)，應(yīng)該取包含該點(diǎn)的盡可能短的時(shí)間間隔，由平均速率取代瞬時(shí)速率，同時(shí)要注意兩點(diǎn)寬度離過(guò)小帶來(lái)的檢測(cè)偏差。
(2)注意相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的時(shí)間間隔，明晰周期與頻度的關(guān)系T＝1/f。
(3)注意紙帶中涉及的字母、數(shù)據(jù)，以及數(shù)據(jù)的涵義、單位，不是國(guó)際單位制的，要換算成國(guó)際單位制。
(4)注意題干要求，明晰有效數(shù)字的保留規(guī)則。從右邊第一個(gè)不為零的數(shù)字起到最末一位數(shù)字止，共有幾個(gè)數(shù)字，就是幾位有效數(shù)字。