高中物理实验中，打点计时器是一种常用的仪器。使用打点计时器，可以把物体运动的主要参数如时间和位移记录下来。因此使用打点计时器可以很容易的求出物理运动的平均速度及加速度等，从而可以用来验证机械能守恒定律、动量守恒定律，还可以用来计算自由落体的重力加速度。本文就利用打点计时器测物体的重力加速度的一些问题加以探讨。
一、打点计时器的工作原理（J0203型）
J0203型打点计时器的工作原理：金属振动片3在通电线圈2及永久磁铁4形成的磁场力的作用下发生振动，从而带动打点针在纸带上周期性打点。当交流电的频率是50Hz时，打点周期应为0.02s。
二、用打点计时器测重力加速度时g＞9.8m/s2的分析
在正常情况下，由于存在摩擦和空气阻力，测出来的重力加速度应小于9.8m/s2，但是偶尔有部分高中学生在测量后，通过△S=at2计算发现，重力加速度居然大于9.8m/s2。笔者通过分析和查找资料发现，对于实验中重力加速度大于9.8m/s2的情况只在以下几种情况中才可能发生：
（1）打点计时器的周期不稳定，或者说不是0.02s，如果测出来的重力加速度大于9.8m/s2的话，那么打点计时器的周期应大于0.02s。因此我们在用打点计时器测物体的重力加速度时应同步测量打点计时器的周期。
（2）用打点计时器测物体的重力加速度时，要在纸带上选点。如果测量出重力加速度大于9.8m/s2，有可能是选择了打点计时器打的第一个点为计时的起点。因为打点计时器打的第一个点是自由落体的起点，但是不是计时的起点。
（3）由于测量的系统误差存在，导致了测量的不准确性。
三、打点计时器周期的测量
对于打点计时器周期的测量，我们可以设计这样一个电路，如图（1）所示：
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图（1）图（2）
用导线将打点计时器的振动片和打点基板分别接到示波器的“Y”输入和“地”接线柱上，示波器的Y衰减置于“10”档，X轴的扫描范围取“10~100HZ”，接通示波器的电源，使其正常工作。当打点计时器不打点时，该电路处于断开，由于这时在示波器的”Y”输入端有感应电压，在示波器上就会出现50Hz的正弦电压波形。当打点计时器打点时，示波器的“Y”输入和“地”短路，电源感应电压不能输入示波器，这时示波器的电压为零。这样就在示波器上形成了如下图（2）所示的波形。
如果打点计时器的周期不稳定，打点计时器连续两次接触基板的时间间隔就不相等，则正弦波形上的缺口的相位也不稳定。但由于示波器的余晖时间及人的眼睛的视觉暂留等原因，上述跳跃变化的过程是看不出来的，而只能看到在同一个波形上同时存在几个缺口。缺口的数目越多，在水平方向上变化的距离与波形在水平方向上的距离的比例越大，就说明打点周期的相对误差就越大。这样就可以通过示波器检查出打点计时器的打点周期是否合格。
如果打点周期不稳定，可能是由于电源频率不稳定，也有可能是振动片的固有频率与电源频率不相同。一般情况下电源频率是稳定，往往是振动片的频率偏离了电源频率，导致了打点周期的不稳定。这是我们可以通过改变振动片的长度、固有振动片的螺丝的松紧、打点针的高度来调节，使打点周期稳定。
四、关于在纸带上选点问题
用打点计时器测重力加速度时，打点计时器打的第一个点是自由落体的起点，但不是计时的起点。如果从第一个点开始计算的话，由于第一个点与第二个点的时间间隔不到0.02s，因此第一点到第二点间的位移S1偏小，如果再用公式S2-S1=at2来计算重力加速度，那么就有可能大于9.8m/s2。因此我们在选点时，不能选第一个点作为及时起点。
五、测量的系统误差分析
由于仪器结构上不够完善或仪器未经很好校准等原因会产生误差。例如，测量纸带上两点的长度时，用最小刻度为毫米的刻度尺测量时读数为10.3mm，绝对误差为0.1mm（值读得比较准确时），相对误差为0.97%，在这种情况下就有可能使重力加速度的测量值大于9.8m/s2的情况。系统误差的特点是测量结果向一个方向偏离，其数值按一定规律变化。我们应根据具体的实验条件和系统误差的特点，找出产生系统误差的主要原因，采取适当措施降低它的影响。
物理学是以实验为基础的科学，物理实验是中学物理的基础和重要内容。在做物理实验时应多分析、多思考，这样才会在学习中取得进步。
参考文献：
[1]许国梁.中学物理教学法[M].北京：高等教育出版社，1996.