2019版高中物理 第一章 运动的描述 1.4 实验：用打点计时器测速度习题 新人教版必修1.doc

14 4 实验实验: :用打点计时器测速度用打点计时器测速度基础巩固基础巩固1 1(多选)电磁打点计时器是一种使用交流电源工作的计时仪器,根据打点计时器打出的纸带,我们可以从纸带上直接得到的物理量是( )A.时间间隔 B.位移C.瞬时速度D.平均速度解析:从打下的纸带上数一下点的个数就知道时间,因为两个点间的时间间隔为 0.02 s,故选项 A 正确。用刻度尺量一下任意两个点间的距离,就知道了物体的位移,故选项 B 正确。从纸带上不能直接得到瞬时速度和平均速度,只能间接计算,故选项 C、D 错误。答案:AB2 2(多选)利用打点计时器打下的纸带( )A.能准确测出某点的瞬时速度B.能粗略测出某点的瞬时速度C.能准确测出某段时间内的平均速度D.可用任意两点间的平均速度代表某点的瞬时速度解析:利用纸带测速度时,应在纸带上选取两个相近的点,用这两点间的平均速度代表某点的瞬时速度,所以只能粗略测出某点的瞬时速度,故选项 A 错误,B 正确;从纸带上可测出两点间的位移,根据打点周期可准确求出两点间的时间,因此能准确测出某段时间内的平均速度,故选项 C 正确;“某点”必须包含在所取的两点之间,才能用这两点的平均速度代表“某点”的瞬时速度,并不是任意两点都能代表的,故选项 D 错误。答案:BC3 3 使用电火花计时器分析物体运动情况的实验中:(1)在下列基本步骤中,正确的排列顺序为 。 A.把电火花计时器固定在桌子上2B.安放纸带C.松开纸带让物体带着纸带运动D.接通 220 V 交流电源E.按下脉冲输出开关,进行打点(2)在安放纸带时,要检查墨粉纸盘是否已经正确地套在 上。 解析:电火花计时器的特点:打点是靠放电针和墨粉纸盘之间火花放电来实现的,故其操作步骤和电磁打点计时器是相仿的,墨粉纸盘应套在纸盘轴上,目的是使它可以转动,均匀地被利用。答案:(1)ABDEC (2)纸盘轴4 4 电源的频率为 50 Hz 时,振针每隔 0.02 s 打一个点。现在用打点计时器测定物体的速度,当电源频率低于 50 Hz 时,如果仍按 50 Hz的时间间隔打一个点计算,则测出的速度数值将比物体的真实值 。 解析:当交流电源的频率低于 50 Hz 时,打点计时器打一次点的时间间隔t将大于 0.02 s,因此当t时间内的位移仍按 0.02 s 内的位移计算时,根据此数据测出的速度将比真实值偏大。答案:偏大5 5 在“用打点计时器测速度”的实验中,打点计时器使用的交变电流的频率为 50 Hz,记录小车运动的纸带如图所示,在纸带上选择标 0、1、2、3、4、5 的 6 个计数点,相邻两计数点之间还有四个点未画出。纸带旁并排放着最小分度为毫米的刻度尺,刻度零点跟“0”计数点对齐,由图可以读出三个计数点 1、3、5 跟 0 点的距离填入下列表格中。距离d1d2d3测量值/cm计算打计数点“2 时”小车的瞬时速度v2= m/s。 3解析:读数时,应注意估读一位,三个读数分别为d1=1.20 cm、d2=5.41 cm、d3=12.01 cm。相邻两计数点之间还有四个点未画出,所以相邻计数点间的时间间隔T=0.1 s,则v2m/s=0.21 m/s。 =2- 1 2=(5.41 - 1.20) × 10- 22 × 0.1答案:1.20 5.41 12.01 0.21能力提升能力提升1 1 在研究小车的运动实验中,由打点计时器打出纸带,下列关于选取计数点的说法不正确的是( )A.用计数点进行测量计算,既方便又可减小误差B.相邻计数点间的时间间隔应是相等的C.相邻计数点间的距离应当是相等的D.计数点是从计时器打出的实际点中选出来的,相邻计数点间点痕的个数相等答案:C2 2(多选)在用“图象法”处理实验数据时,为了减小误差( )A.应使纵、横坐标每单位长度表示的数值大一些B.应使纵、横坐标每单位长度表示的数值小一些C.为使图线通过每个实验数据点,应使图线画成折线D.应使图线画成直线或光滑曲线,让实验数据点大致均匀分布在图线附近,对于个别离线较远的点可以舍去答案:BD3 3(多选)某次实验中打出的一条纸带如图所示,图中O为小车运动的起始点,O点到A点之间点迹密集且有部分点不清晰。A、B、C、D、E、F、G为所选取的计数点,相邻两个计数点之间有 4 个点未画出,电源频率为 50 Hz,用毫米刻度尺测量。可得( )A.从O点到F点运动的时间为 6×0.1 s4B.从O点到F点运动的时间为 6×0.02 sC.从A点到F点运动的平均速度=5 × 0.1=0.5D.通过测量xOG的长度,可知小车从O到G的位移大小解析:因OA之间所打点的情况未知,也就不能确定从O点到F点运动的时间,选项 A、B 错误;由题意,相邻计数点间的时间间隔为T=5×0.02 s=0.1 s,则从A点到F点运动的平均速C 正确;OG之间的长度,等于小车从O到G的位移大小,选项 D 正确。度=5 × 0.1=0.5,选项答案:CD4 4 用打点计时器测瞬时速度实验时得到的一条纸带的一部分如图所示,从 0 点开始依照打点的先后依次标为 0、1、2、3、4、5、6,现在量得 0、1 间的距离x1=5.18 cm,1、2 间的距离x2=4.40 cm,2、3 间的距离x3=3.62 cm,3、4 间的距离x4=2.78 cm,4、5 间的距离x5=2.00 cm,5、6 间的距离x6=1.22 cm(每 0.02 s 打一次点)。(1)根据上面记录,计算打点计时器在打 1、2、3、4、5 点时的速度并填在表中。位置12345v/(m·s-1)(2)根据(1)中表格,在图中画出小车的速度时间图象,并说明小车速度变化特点。解析:(1)某点的瞬时速度可用包含该点的一段位移内的平均速度表示5打 1 点时:v11.20 m/s,=1+ 22打 2 点时:v21.00 m/s,=2+ 32打 3 点时:v3m/s,=3+ 42= 0.80 打 4 点时:v40.60 m/s,=4+ 52打 5 点时:v50.40 m/s。=5+ 62将数值填入表格中。位置12345v/(m·s-1)1.201.000.800.600.40(2)描点并连线得小车的速度时间图象。由图象可知,小车速度均匀减小。答案:见解析5 5 某同学利用打点计时器所记录的纸带来研究做直线运动小车的运动情况。实验中获得一条纸带如图所示。其中两相邻的计数点间有四个点未画出。已知所用电源的频率为 50 Hz,则打相邻两个计数点的时间为 s。打A、C点时小车运动的速度vA= m/s,vC= m/s。 6解析:计时器的打点周期是 0.02 s,两相邻的计数点间有四个点未画出,可知相邻两个计数点的时间为T=5×0.02 s=0.1 s。vAm/s=0.337 m/s;vC=2=6.74 × 10- 22 × 0.1m/s=0.413 m/s。=2=(15.00 - 6.74) × 10- 22 × 0.1答案:0.1 0.337 0.4136 6 在“用打点计时器测速度”的实验中,一条记录小车运动情况的纸带如图所示,在其上取了A、B、C、D、E 5 个计数点,每相邻两个计数点之间还有 4 个点图中没有画出,电火花计时器接在220 V、50 Hz 的交流电源上。(1)由纸带上的数据计算vB= m/s,vC= m/s,vD= m/s。(此题计算结果均保留三位有效数字) (2)在如图所示坐标系中作出小车的v-t图线(以打A点时开始计时)。解析:(1)由题意知,相邻两计数点间的时间为T=0.1 s。vBm/s=1.38 m/s;=2=27.60 × 10- 22 × 0.1vCm/s=2.64 m/s;=2=(60.30 - 7.50) × 10- 22 × 0.1vDm/s=3.90 m/s。=2=(105.60 - 27.60) × 10- 22 × 0.1(2)图象如图所示7答案:(1)1.38 2.64 3.90 (2)见解析