1.4实验:用打点计时器测速度
一、选择题(每小题有一个或多个选项符合题意)
1.关于打点计时器的使用,下列说法中正确的是( )
A.打点计时器应用低压交流电源,交流电频率为50Hz;
B.纸带必须穿过限位孔,并注意把纸带压在复写纸的上面;
C.要先通电,后释放纸带,纸带通过后立即切断电源;
D.为减小摩擦,每次测量应先将纸带理顺。
2.运动物体拉动穿过打点计时器的纸带,纸带上打下一系列小点,打点计时器打下的点直接记录了( )
A.物体运动的时间; B.物体在不同时刻的位置;
C.物体在不同时刻的速度;D.物体在不同时间内的位移。
3.手拖动纸带经过打点计时器后,在纸带上留下的点中有6个连续清晰的点,测出这6个点的第1点到第6点的距离为18cm,则( )
A.手运动的平均速度为0.03m/s B.手运动的平均速度为1.5m/s
C.手运动的平均速度为1.8m/s D.手运动的平均速度为180m/s
4.在使用电磁打点计时器时,有时发现计时器的打点周期不稳定,其原因可能是
A.交流电源的电压不稳定 B.交流电源的频率不稳定
C.巳永久磁铁的磁性太弱 D.振片的固有频率与交流电源的频率有偏差
5.根据打点计时器打好的纸带,可以从纸带上直接得到的物理量是( )
A.时刻 B.时间 C位置 D.位移 E.平均速度
6.根据打点计时器打好的纸带,通过适当的计算可以得到的物理量是( )
A.时刻 B.时间 C位置 D.位移 E.平均速度
7.打点计时器在纸带上打出点痕,下列关于纸带上的点打点计时器在纸带上打出点痕,下列关于纸带上的点。 ( )
A.痕记录了物体运动的时间
B.点痕记录了物体在不同时刻的位置和某段时间内的位移
C.点在纸带上的分布情况,反映了物体的质量和形状
D.点在纸带上的分布情况,反映了物体的运动情况
8.某同学用电磁打点计时器做实验时,在纸带上留下的不是圆点,而是一列短线,这可能是因为 ( )
A.打点计时器错接在直流电源上;B.电源频率不稳定;
C.打点的振针压得过紧; D.打点的振针压得过松。
二、填空题(把答案填在相应的横线上或按题目要求作答)
9.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,然后按实际操作的合理步骤,将各步骤的字母代号顺序写在空白处.
A.在电磁打点计时器的两接线柱上分别接上导线,导线的另一端分别接在低压 电源的两个接线柱上。
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。
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 。
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
10.使用打点计时器时,下列问题对实验的影响是什么?
(1)错接在直流电源上,影响是
(2)电源频率不稳,影响是
(3)打点针压得太紧,影响是
(4)电源电压不稳,影响是
(5)振针过长,影响是
11.美国著名短跑运动员卡尔·刘易斯曾以9.86s跑完100m.在这次赛跑中,从起跑点算起每10m所用时间分别是:1.88s、1.08s、0.92s、0.89s、0.84s、0.84s、0.84s、0.83s,最后20m用了1.74s.从这组数据可以算出,他跑完100m的平均速度是______m/s,平均速度最小的是第______个10m,平均速度最大的是第________个10m。
12.如图1所示,是某人练习使用打点计时器得到的纸带,纸带的右端后通过打点计时器.从点痕的分布情况可以断定纸带的运动情况是 。若所用电源频率为50Hz,从打下A点到打下D点,共13点,历时 s,位移为 m,这段时间内纸带运动的平均速度是 m/s.BD段的平均速度是 m/s。
13.电火花打点计时器使用交流 V电源工作,它是利用 在纸带上打出小孔而显示点迹的计时仪器.工作电源频率是50Hz,如果用它测量时,实验者不知工作电压的频率变为60Hz,仍按50Hz的频率计算,这样算出的速度值与物体速度的真实值相比是 (填“偏大”或“偏小”)。
14.某组学生研究小车从斜面上滑下实验,得到如图2所示的纸带,纸带上的计数点用O、A、B、C、D、E表示.根据图上数据,可判断小车做 运动,小车经过B点时的速度是____ ___cm/s,小车经过D点时的速度是_______cm/s(相邻计数点间的时间间隔为0.1s)
三、解答题(解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤)
15.某次实验用打点计时器交流电的频率为50Hz,纸带的记录如图3所示,图中O点为纸带的第一个点,接下来的前几个点模糊,因此从A点开始每打五个点取一个计数点,推测纸带的运动是加速还是减速?在打出A、F这两点的时间间隔中,纸带运动的平均速度是多大? B点的瞬时速度为多大?
16.图5是某同学用打点计时器研究某物体运动规律时得到的一条纸带.根据图中的数据,计算物体在AB段、BC段、CD段和DE段的平均速度大小,判断物体运动的性质.
答案:
1、CD 2、ABD 3、C 4、B 5、ABCD 6、E 7、ABD 8、C
9、10V以下交流;限位孔;复习纸;(n-1)×0.02s;BAEDCF 10、(1)不会打点;(2)打点间隔无规律,不总是每隔0.02s打一个点,但纸带上看不出,而实际上打点间隔已不是0.02s内物体运动的位移;(3)针与纸带接触时间过长,使“点”变成为“线”;(4)不影响打点的时间间隔,影响打点的清晰程度;(5)对纸带的影响和振针压得太紧相似,是间断的直线。 11、10.14m/s,第1个,第8个 12、减速运动,0.24s,7.75×10-2m,0.323m/s,0.203m/s 13、220v, 火花放电,偏小 14、加速运动,65cm/s,122.5cm/s
15、 从A点开始每打五个点取一个计数点,计数点间只有5个间隔,则计数点间运动的总时间为t=0.02×5s=0.1s,每隔0.1s纸带运动的位移分别是2.15cm、2.89cm、3.74cm、4.32cm、5.15cm,说明纸带作加速运动.
A、F间纸带运动的平均速度为
B点的瞬时速度可以用AC、AD、AE或AF段的平均速度表示,其中AC段的平均速度最接近B点瞬时速度.
16、物体在AB段、BC段、CD段和DE段的平均速度大小分别是19.0cm/s、60cm/s、60cm/s、59.5cm/s,物体运动的性质是先加速,后匀速.
解析:AB段的平均速度为
BC段的平均速度为
CD段的平均速度为
DE段的平均速度为
在误差范围内,可认为,则物体先加速,后匀速.
A
B
C
D
E
O
0
10
20
30
40
cm
图2
O
A
B
1.30
C
D
E
F
G
3.45
6.34
10.08
14.40
19.55
单位:cm
图3
A
B
1.20
C
D
E
1.90
cm
2.40
2.38
图5
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