物理实验原理：打点计时器的作用及使用方法

【知识梳理】

1.实验目的

（1）练习正确使用打点计时器，学会利用打上点的纸带研究物体的运动.

（2）掌握判断物体是否做匀变速直线运动的方法（Δx=aT2）.

（3）会利用纸带求匀变速直线运动的瞬时速度、加速度.

（4）会利用纸带探究小车速度随时间的变化规律，并能画出v-t图像，根据图像求出加速度.

2.实验原理

（1）打点计时器作用：计时仪器，当所用交流电源的频率f=50Hz时，每隔0.02s打一次点.

（2）打点计时器工作条件：电磁打点计时器，6V以下交流电源；电火花打点计时器，220V交流电源.

（3）处理纸带数据时区分计时点和计数点：计时点是指打点计时器在纸带上打下的点；计数点是指测量和计算时在纸带上所选取的点.要注意“每5个点取一个计数点”与“每隔4个点取一个计数点”取点方法是一样的，时间间隔均为0.1s.

（4）速度、加速度的求解方法

这样可以使所给数据全部得到利用，以提高结果的准确性.

③“图像法”求加速度，即由“平均速度法”求出多个点的速度，画出v-t图，直线的斜率即加速度.

【例题与变式】

例题.某同学用如图甲所示的实验装置研究匀变速直线运动.

实验步骤如下：

A.安装好实验器材；(www.xing528.com)

B.让小车拖着纸带运动，打点计时器在纸带上打下一系列小点，重复几次，选出一条点迹比较清晰的纸带，从便于测量的点开始，每5个点取一个计数点，如图乙中a、b、c、d等点；

C.测出x1、x2、x3、…

结合上述实验步骤，请你继续完成下列任务：

（1）实验中，除打点计时器（含纸带、复写纸）、小车、一端附有滑轮的长木板、细绳、钩码、导线及开关外，在下列仪器和器材中，必须使用的有_______.（填选项代号）

A.电压合适的50Hz交流电源　B.电压可调的直流电源　C.秒表　D.刻度尺　E.天平

F.重锤　G.弹簧测力计　H.滑动变阻器

（2）如果小车做匀加速运动，所得纸带如图乙所示，则x1、x2、x3的关系是_________________，已知打点计时器打点的时间间隔是t，则打c点时小车的速度大小是__________________.

（3）如果小车做匀加速直线运动，测出前6段相等时间内的位移分别为x1、x2、x3、x4、x5、x6，已知打点计时器打点的时间间隔是t，则小车的加速度a的表达式为__________________.

变式.在做“研究匀变速直线运动”的实验时，为了能够较准确地测出加速度，将你认为正确的选项前面的字母填在横线上：__________.

A.把附有滑轮的长木板放在实验桌上，并使滑轮伸出桌面

B.把打点计时器固定在长木板上没有滑轮的一端，连接好电路

C.再把一条细绳拴在小车上，细绳跨过滑轮，下边挂上合适的钩码，每次必须由静止释放小车

D.把纸带穿过打点计时器，并把它的一端固定在小车的后面

E.把小车停在靠近打点计时器处，接通直流电源后放开小车，让小车拖着纸带运动，打点计时器就在纸带上打下一系列的点，换上新纸带，重复3次

F.从3条纸带中选择一条比较理想的纸带，舍掉开头比较密集的点，在后边便于测量的地方找一个开始点，并把每打5个点的时间作为时间单位.在选好的开始点下面记作0，往后第6个点作为计数点1，依此标出计数点2、3、4、5、6，并测算出相邻两点间的距离