【正文】

  打点计时器作为重要的实验工具，通过一条纸带把各类直线运动、牛顿运动定律、机械能守恒定律等动力学的问题尽显于各点之上，纸带的处理就是该问题的根源所在。现将该类问题归纳如下：

　　一、打点计时器的应用

　　【例1】一个有一定厚度的圆盘，可以绕通过中心垂直于盘面的水平轴转动。用下面的方法测量它匀速转动的角速度。

　　实验器材：电磁打点计时器，米尺，纸带，复写纸片。

　　实验步骤：

　　（1）如图1所示，将电磁打点计时器固定在桌面上，将纸带的一端穿过打点计时器的限位孔后，固定在待测圆盘的侧面上，使得圆盘转动时，纸带可以卷在圆盘侧面上。

 

 

 

 

 

 

 

 

　　（2）启动控制装置使圆盘转动，同时接通电源，打点计时器开始打点。

　　（3）经过一段时间，停止转动和打点，取下纸带，进行测量。

　　①由已知量和测得量表示的角速度的表达式为ω=  

         

　　式中各量的意义是：                

　　②某次实验测得圆盘半径r=5.50×10-2m，得到的纸带的一段如图2所示。求得角速度为:

 

 

 

 

 

 

 

　　〖解析〗（1）设圆盘匀速转动的角速度为ω，圆盘的半径为r。则圆盘边缘处的线速度跟纸带水平前进的速度是相等的。而纸带前进的速度可以利用纸带上打下点的情况求出，

　　由ω·r=■可得ω=■

　　T为电磁打点计时器打点的时间间隔，r为圆盘的半径，x1、x2是纸带上选定的两点分别对应的米尺上的刻度值，n为选定的两点间的打点数（含两点）。

　　（2）6.8 rad/s

　　〖点评〗利用打点计时器求转盘的角速度，这是本题的创新之处，转盘边缘的线速度与纸带的线速度相等是解决本题的关键。此题的实验器材、和实验步骤是不需要考生判断是否正确的信息，对于此类常规试题略加变化的创新题型，能否有效排除干扰信息，直指问题关键是高考考查能力的一种全新命题方式。

　　二、另类打点计时器的应用

　　【例2】某人在医院做了一次心电图，结果如图所示。如果心电图仪卷动纸带的速度为1.5 m/min ，图中方格纸每小格长 1 mm ，则此人的心率为（     ）

　　A.80次/ min        B.70次/ min

        C.60次/ min        D.50次/ min

 

 

 

 

 

 

 

　　〖解析〗由心电图可知，出现两个波峰之间的距离相等，所用的时间为

　　T=■=■s=1s则此人每分钟心跳次数为n=■=■次=60次

　　〖点评〗本题又给我们提供了一个全新的打点计时器，创新之处在于把心电图引入到试题之中，从生活中提取信息，用物理学的原理进行解读，这正是新课标理念下对物理学习提出新的要求，创新产生与平时对生活的观察与思考。 题目中的底片又成了我们研究问题的一条纸带然后根据运动学规律进行数据处理，抓住这点一切问题都水到渠成了。

　　练习：如图3甲所示，用包有白纸的质量为1.00kg的圆柱棒替代纸带和重物，蘸有颜料的毛笔固定在电动机上并随之转动，使之替代打点计时器。当烧断悬挂圆柱棒的线后，圆柱棒竖直自由下落，毛笔就在圆柱棒面上的纸上画出记号，如图5乙所示，设毛笔接触棒时不影响棒的运动。测得记号之间的距离依次为26.0mm、42.0mm、58.0mm、74.0mm、90.0mm、106.0mm，已知电动机铭牌上标有“1440r/min”字样，由此验证机械能守衡。根据以上内容。回答下列问题（计算结果保留三位有效数字）：

 

 

 

 

 

 

 

 

 

　　（1）毛笔画相邻两条线的时间间隔T =  0.0417  s，图乙中的圆柱棒的  左    端是悬挂端（填左或右）。

　　（2）根据乙所给的数据，可知毛笔画下记号C时，圆柱棒下落的速度vc=  1.20  m/s；画下记号D时，圆柱棒下落的速度vD=  1.58   m/s；记号C、D之间棒的动能的变化量为 0.528J，重力势能的变化量为0.580J（g=9.8m/s2）。由此可得出的结论是 在误差允许的范围内，圆柱棒的机械能是守恒的

　　〖点评〗本题考查学生对纸带处理一般的方法和对实际问题的处理能力，把打点计时器和纸带变成电机、毛笔和长木板是本题的创新之处，由此可引导学生在实际生活中寻求更多的类似“打点计时器”。

　　高中物理中每一个问题看似繁杂多变，让人难以琢磨。可细想想每个问题都如同流水时而一泻千里，时而曲折蜿蜒看似无规律可言，但追根溯源却可归于一点。学习中找到问题的根底，想摸清变化的条理，想在混乱中寻求问题的来龙去脉，一切问题都会迎刃而解了。