高中物理人教版第一章運動的描述4實驗用打點計時器測速度 課時訓練4實驗

課時訓練4實驗:用打點計時器測速度題組一打點計時器及其使用1.打點計時器在紙帶上的點跡,直接記錄了()A.物體運動的時間B.物體在不同時刻的位置C.物體在不同時間內的位移D.物體在不同時刻的速度解析:電火花計時器和電磁打點計時器都是每隔s在紙帶上打一個點,因此,打在紙帶上的點跡可直接反映物體的運動時間,因為紙帶跟運動物體連在一起,打點計時器固定,所以紙帶上的點跡就相應地記錄了物體在不同時刻的位置。用刻度尺量出各點跡間的間隔,可知道物體在不同時間內的位移,再根據(jù)速度公式可算出物體在不同時刻的速度,但這些量不是紙帶上的點跡直接記錄的。答案:AB2.打點計時器振針打點周期取決于()A.交流電源電壓的高低B.交流電源的頻率C.永久性磁鐵的磁性強弱D.振針與復寫紙間的距離答案:B3.對電火花計時器和電磁打點計時器的有關說法中,正確的是()①電磁打點計時器和電火花計時器都是使用交流電源②兩種打點計時器的打點頻率與交流電源的頻率一樣③電火花計時器在紙帶上打點也是靠振針和復寫紙④電磁打點計時器打點的是電火花和墨粉A.①②B.③④C.①③ D.②④解析:電磁打點計時器在紙帶上是靠振針和復寫紙打點,而電火花計時器是靠電火花和墨粉打點,所以③④均錯誤。故選項A正確。答案:A題組二實驗步驟及注意事項4.(多選)使用打點計時器時應注意()A.無論使用電磁打點計時器還是電火花計時器,都應該把紙帶穿過限位孔,再把套在軸上的復寫紙壓在紙帶上面B.使用打點計時器時應先接通電源,再拉動紙帶C.使用打點計時器時,拉動紙帶的方向應與限位孔平行D.打點計時器只能連續(xù)工作很短時間,打點之后要立即關閉電源解析:電磁打點計時器需要復寫紙,電火花計時器不需要復寫紙,選項A錯誤;實驗時應先接通電源,再拉動紙帶,可使紙帶上打出更多的點,紙帶的利用率更高,選項B正確;拉動紙帶的方向與限位孔平行可減小摩擦,選項C正確;打點計時器不能長時間連續(xù)工作,選項D正確。答案:BCD5.使用電火花計時器分析物體運動情況的實驗中:(1)在如下基本步驟中,正確的排列順序為。

A.把電火花計時器固定在桌子上B.安裝紙帶C.松開紙帶讓物體帶著紙帶運動D.接通220V交流電源E.按下脈沖輸出開關,進行打點(2)在安裝紙帶時,要檢查墨粉紙盤是否已經(jīng)正確地套在上,還要檢查是否夾在紙帶之間。

解析:根據(jù)實驗原理,通過對實驗儀器的觀察,掌握新儀器的使用方法是一種重要的實驗能力。電火花計時器的特點:打點是靠放電針和墨粉紙盤之間的火花放電來實現(xiàn)的,故其操作步驟和電磁打點計時器是相似的。墨粉紙盤應套在紙盤軸上,使它可以轉動,并被均勻地利用。墨粉紙盤夾在兩條白紙帶之間,目的是使墨粉紙盤可以更好地轉動。答案:(1)ABDEC(2)紙盤軸墨粉紙盤題組三實驗數(shù)據(jù)處理及誤差分析6.如圖所示是拖動紙帶時打點計時器打出的一條紙帶,A、B、C、D、E為我們在紙帶上所選的計數(shù)點,相鄰計數(shù)點間的時間間隔為s,試估算打點計時器打下B、C、D各點時的瞬時速度:vB=m/s,vC=m/s,vD=m/s。

解析:根據(jù)某段時間內的平均速度可以“粗略”代表時間中點的瞬時速度的思想,計算打點計時器打下B點時的瞬時速度可用AC段的平均速度來代替。vB==m/s同理:vC===m/svD==m/s。答案:(建議用時:30分鐘)1.使用電火花計時器在紙帶上打點時,合理的操作順序應該是()A.接通電源的同時用手牽動紙帶B.可以隨意操作,沒有先后順序之分C.先接通電源,待打點穩(wěn)定后再用手牽動紙帶D.先用手牽動紙帶,后接通電源答案:C2.(多選)通過打點計時器得到的一條紙帶上的點不均勻,下列判斷正確的是()A.點密集的地方物體運動的速度比較大B.點密集的地方物體運動的速度比較小C.點不均勻說明物體在相等時間內發(fā)生的位移不相等D.點不均勻說明打點計時器有故障解析:紙帶上每相鄰兩個點之間的時間都相等,所以點密集的地方,說明相同長度的紙帶通過打點計時器的時間長,所以物體運動的速度比較小,故選項A錯,選項B對。點不均勻是因為物體在相等的時間內發(fā)生的位移不相等,故選項C對,選項D錯。答案:BC3.(1)在做用打點計時器測速度的實驗時,要用到打點計時器,打點計時器是一種計時儀器,其電源頻率為50Hz,常用的“電磁打點計時器”使用的電壓是?V和(選填“直流電源”或“交流電源”),它每隔s打一個點。

(2)接通打點計時器電源和讓紙帶開始運動,這兩個操作之間的時間順序關系是()A.先接通電源,再讓紙帶運動B.先讓紙帶運動,再接通電源C.讓紙帶運動的同時接通電源D.先讓紙帶運動或先接通電源都可以解析:(1)電磁打點計時器的工作電壓是6V以下的交變電流,一般是4~6V。打點間隔為交變電流的頻率的倒數(shù),當電源的頻率是50Hz時,打點周期是s。(2)使用打點計時器時,應先接通電源,讓打點計時器工作,再讓紙帶運動使打點計時器在上面打出點跡,故A項正確。答案:(1)4~6交流電源(2)A4.如圖所示,打點計時器所用電源的頻率為50Hz,某次實驗中得到一條紙帶,用厘米刻度尺測量情況如圖所示,紙帶在A、C間的平均速度為m/s,A、D間的平均速度是m/s;B點的瞬時速度更接近于m/s。

解析:由題意知,相鄰兩點間的時間間隔為s,A、C兩點間的距離為14mm=m,A、D兩點間的距離為26mm=m。由公式v=得vAC=m/s=m/s,vAD=m/s≈m/s。B點的瞬時速度更接近A、C間的平均速度m/s。答案:5.某物體的運動規(guī)律如圖所示,下列說法中正確的是()A.物體在第1s末運動方向發(fā)生變化B.第2s內、第3s內的速度方向是相同的C.物體在第2s內返回出發(fā)點,向反方向運動D.在這7s內物體做往復運動解析:物體在第1s末運動方向沒有發(fā)生變化,選項A錯;第2s內、第3s內的速度方向是相反的,選項B錯;物體在第2s內位移變大,向正方向運動,選項C錯;整個過程中物體做的是往復運動,選項D對。答案:D6.某同學在做“練習使用打點計時器”實驗時打出的紙帶如圖所示,每兩點之間還有四個點沒有畫出來,圖中上面的數(shù)字為相鄰兩點間的距離,打點計時器的電源頻率為50Hz。(1)相鄰兩個計數(shù)點間的時間為s。

(2)打第4個計數(shù)點時紙帶的速度v4=m/s。(保留三位有效數(shù)字)

解析:(1)每兩個計數(shù)點間有5個打點間隔,所以T=5×s=s。(2)打第4個計數(shù)點時的瞬時速度近似等于3、5兩點間的平均速度,所以v4=m/s≈m/s。答案:(1)(2)7.在用打點計時器測速度的實驗中,某同學得到一條打點清晰的紙帶,如圖所示,要求測出D點的瞬時速度。本實驗采用包含D點的一段間隔內的平均速度來粗略地代表D點的瞬時速度,已知交流電源的頻率為50Hz,下列幾種方法最準確的是()A.=vD,Δt1=sB.=vD,Δt2=sC.=vD,Δt3=sD.=vD,Δt4=s答案:D8.如圖所示是用打點計時器測小車瞬時速度的實驗時得到的一條紙帶的一部分,從0點開始依照打點的先后依次標為0、1、2、3、4、5、6……現(xiàn)在量得0、1間的距離x1=cm,1、2間的距離x2=cm,2、3間的距離x3=cm,3、4間的距離x4=cm,4、5間的距離x5=cm,5、6間的距離x6=cm(f=50Hz)。(1)根據(jù)上面的記錄,計算打點計時器在打1、2、3、4、5點時的速度并填在下表中。位置12345v/(m·s-1)(2)根據(jù)(1)中表格的數(shù)據(jù),在圖中畫出小車的v-t圖象,并說明小車速度變化的特點。解析:(1)打點計時器打點1時的速度可以用0和2間的平均速度來表示,v1==cm/s=m/s,同理可