2020高中物理 每日一题之快乐暑假 第10天 实验：用打点计时器测速度（含解析）新人教版 5页

第10天 实验：用打点计时器测速度 考纲要求：Ⅰ 难易程度：★★☆☆☆‎ 用打点计时器可测纸带运动的时间和位移。下面是没有按操作顺序写的不完整的实验步骤，按照你对实验的理解，在各步骤空白处填上适当的内容，然后根据实际操作的合理步骤，将各步骤的字母代号按顺序写在空白处。‎ A．在电磁打点计时器的两接线柱上分别接上导线，导线另一端分别接在50 Hz交流电源的两接线柱上；‎ B．把电磁打点计时器固定在桌子上，让纸带穿过_______，并压在_______下面；‎ C．用刻度尺测量从计时开始点到最后一个点间的距离Δx；‎ D．切断电源，取下纸带，如果共有n个清晰的点，则这段纸带记录的时间Δt=________；‎ E．打开电源开关，再用手水平地拉动纸带，纸带上打下一系列小点。‎ F．利用公式=计算纸带运动的平均速度。‎ 实验步骤的合理顺序是_______________。‎ ‎【参考答案】限位孔 复写纸 （n–1）×0.02 s BAEDCF ‎【试题解析】使用打点计时器时应该将纸带穿过限位孔，并将纸带放在复写纸下。打点时先开电源再释放纸带。合理的操作顺序为BAEDCF。交流电频率为50 Hz，打点时间间隔为0.02 s，纸带上有n个清晰的点，则时间间隔为（n–1）×0.02 s。‎ ‎【知识补给】‎ 打点计时器的使用 ‎（1）拖曳纸带的物体应靠近打点计时器，以充分利用纸带，打出更多点迹。‎ ‎（3）要先接通打点计时器的电源，再释放小车。首先能避免纸带被提前拖曳，能打点的纸带缩短；其次可使打下的第一个点对应初速度为零的状态，完整地记录下运动的全过程，便于分析。‎ ‎（3）误差：纸带和限位孔、纸带和纸盘间的摩擦。对于电磁打点计时器，还有振针对纸带的阻力。‎ 使用打点计时器测量瞬时速度时应注意 A．无论使用电磁打点计时器还是电火花计时器，都应该把纸带穿过限位孔，再把套在轴上的复写纸压在纸带的上面 B．使用打点计时器时应先接通电源，再拉动纸带 5‎ C．使用电磁打点计时器在拉动纸带时，拉动的方向应与限位孔平行 D．打点计时器只能连续工作较短时间，打点之后要立即关闭电源 小明拉着穿过打点计时器的纸带的一端运动，纸带上打出的点如图所示，由此判断纸带的运动情况是 A．先匀速后减速 B．先加速后匀速 C．先减速后加速 D．先加速后减速 如图为同一打点计时器打出的4条纸带，其中平均速度最大的是（打点时间间隔均相同）‎ 电磁打点计时器和电火花打点计时器都是使用________电源的计时仪器，电磁打点计时器工作的电压是__________V，电火花打点计时器工作的电压是_________V。当电源频率是50 Hz时，它每隔____________打一个点。如图为物体运动时打点计时器打出的一条纸带，图中相邻的点间还有四个点未画出，已知打点计时器接交流50 Hz的电源，则ae段的平均速度为__________m/s。d瞬时速度约为___________m/s。（保留两位有效数字）‎ ‎（1）在探究小车速度随时间变化的规律的实验中，按照实验进行的先后顺序，将下述步骤的代号填在横线上______________。‎ A．把穿过打点计时器的纸带固定在小车后面 B．把打点计时器固定在木板上没有滑轮的一端，并连好电路 C．换上新的纸带，再重做两次 D．把长木板平放在实验桌上，并使滑轮伸出桌面 E．使小车停在靠近打点计时器处，接通电源，放开小车，让小车运动 F．把一条细绳拴在小车上，细绳跨过定滑轮，下边吊着合适的钩码 G．断开电源，取出纸带 5‎ ‎（2）纸带上每隔___________s打下一点，现在使用打点计时器测定物体的速度，当电源频率低于50 Hz时，若仍按照50 Hz计算，则测出的速度值将比真实值_____________（选填“大”或者“小”）.‎ 如图所示，在纸带上选好的计时点下面标0，在第5点下面标1，在第10点下面标2……，标明的点叫计数点，则相邻的计数点时间间隔为_______，两相邻计数点间的距离分别是x1、x2、x3……，测得x1=‎2.80 cm，x2=‎3.80 cm，x3=‎4.76 cm，x4=‎5.76 cm，x5=‎6.78 cm。那么：‎ ‎（1）根据各点的瞬时速度可用极短时间内的平均速度表示，可计算1、2、3、4各点的瞬时速度，将得到的数据填入下表中。‎ 计数点序号 ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎4‎ 通过计数点的速度v（cm/s）‎ ‎（2）根据表中的数据，在坐标纸上画出v–t图象（自己确定合理的标度）。‎ ‎（1）打点计时器接____（填“交流”、“直流”）电源，当频率是50 Hz时，打点计时器每隔____秒打一个点。‎ ‎（2）电磁打点计时器是一种使用交流电源的计时仪器，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．平均速度 D．瞬时速度 ‎（3）关于打点计时器的使用说法正确的是________。‎ A．电磁打点计时器使用的是10 V以下的直流电源 B．在测量物体速度时，先让物体运动，后接通打点计时器的电源 C．使用的电源频率越高，打点的时间间隔就越小 5‎ D．纸带上打的点越密，说明物体运动得越快 ‎ ‎（4）在“练习使用打点计时器”的实验中，某同学选出了一条清晰的纸带，如图所示是小车拖动纸带用打点计时器打出的一条纸带，A、B、C、D、E、F、G为我们在纸带上所选的计数点，相邻计数点间的时间间隔为0.1 s。试求BD、DF两个过程的平均速度。vBD=________m/s；vDF=__________m/s。（结果保留两位有效数字）‎ ‎【参考答案】‎ BCD 电磁打点计时器使用复写纸，电火花打点计时器不用复写纸，A错误；实验时应当先接通电源，再拉动纸带，B正确；为减小摩擦，拉动纸带的方向应当与限位孔平行，C正确；打点计时器不能长时间连续工作，D正确。‎ 当电源的频率是50 Hz时，打点周期为0.02 s；电火花计时器的工作电压是220 V，打点周期是0.02 s；ae段的平均速度为，d点的瞬时速度约为。‎ ‎【点睛】对于基本实验仪器，要会正确使用，了解其工作原理，为将来具体实验打好基础，对于实验装置和工作原理，我们不仅从理论上学习它，还要从实践上去了解它，自己动手去做做。‎ ‎（1）DBFAEGC或DBAFEGC （2）0.02 大 ‎（1）正确的实验步骤是：把长木板平放在实验桌上，把打点计时器固定在木板一端，并连好电路，把穿过打点计时器的纸带固定在小车后，使小车停在靠近打点计时器处，先接通电源，再放开小车，让小车运动，打完一条纸带，断开电源，取下纸带，换上新纸带，再重做两次，即顺序为DBFAEGC或DBAFEGC。‎ ‎（2）纸带上每隔0.02 s打下一点，当电源频率低于50 Hz时，实际打点周期将变大，而进行计算时，仍然用0.02 s，因此测出的速度数值将比物体的真实数值大。‎ 5‎ ‎0.1 s （1）33.0 42.8 52.6 62.7 （2）如图所示 打点的时间间隔为0.02 s，相邻计数点间有5个间隔，则相邻计数点间的时间间隔为0.1 s。‎ 由极短时间内的平均速度表示瞬时速度，则有，同理可得，，。‎ ‎3打点稳定后，再让物体运动，B错误；C、使用的电源频率越高，周期越小，打点的时间间隔就越小，C正确；D、纸带上打的点越密，说明相同时间内物体的位移越小，物体运动得越慢，D错误。故选C。‎ ‎（4）BD段的平均速度为：；DF段的平均速度为：。‎ 5‎