2022-2023版高中物理 第一章 運動的描述 1.4 實驗：用打點計時器測速度習(xí)題 新人教版必修1

2022-2023版高中物理 第一章 運動的描述 1.4 實驗：用打點計時器測速度習(xí)題 新人教版必修11(多選)電磁打點計時器是一種使用交流電源工作的計時儀器,根據(jù)打點計時器打出的紙帶,我們可以從紙帶上直接得到的物理量是()A.時間間隔B.位移C.瞬時速度D.平均速度解析:從打下的紙帶上數(shù)一下點的個數(shù)就知道時間,因為兩個點間的時間間隔為0.02 s,故選項A正確。用刻度尺量一下任意兩個點間的距離,就知道了物體的位移,故選項B正確。從紙帶上不能直接得到瞬時速度和平均速度,只能間接計算,故選項C、D錯誤。答案:AB2(多選)利用打點計時器打下的紙帶()A.能準(zhǔn)確測出某點的瞬時速度B.能粗略測出某點的瞬時速度C.能準(zhǔn)確測出某段時間內(nèi)的平均速度D.可用任意兩點間的平均速度代表某點的瞬時速度解析:利用紙帶測速度時,應(yīng)在紙帶上選取兩個相近的點,用這兩點間的平均速度代表某點的瞬時速度,所以只能粗略測出某點的瞬時速度,故選項A錯誤,B正確;從紙帶上可測出兩點間的位移,根據(jù)打點周期可準(zhǔn)確求出兩點間的時間,因此能準(zhǔn)確測出某段時間內(nèi)的平均速度,故選項C正確;“某點”必須包含在所取的兩點之間,才能用這兩點的平均速度代表“某點”的瞬時速度,并不是任意兩點都能代表的,故選項D錯誤。答案:BC3使用電火花計時器分析物體運動情況的實驗中:(1)在下列基本步驟中,正確的排列順序為。 A.把電火花計時器固定在桌子上B.安放紙帶C.松開紙帶讓物體帶著紙帶運動D.接通220 V交流電源E.按下脈沖輸出開關(guān),進行打點(2)在安放紙帶時,要檢查墨粉紙盤是否已經(jīng)正確地套在上。 解析:電火花計時器的特點:打點是靠放電針和墨粉紙盤之間火花放電來實現(xiàn)的,故其操作步驟和電磁打點計時器是相仿的,墨粉紙盤應(yīng)套在紙盤軸上,目的是使它可以轉(zhuǎn)動,均勻地被利用。答案:(1)ABDEC(2)紙盤軸4電源的頻率為50 Hz時,振針每隔0.02 s打一個點?，F(xiàn)在用打點計時器測定物體的速度,當(dāng)電源頻率低于50 Hz 時,如果仍按50 Hz的時間間隔打一個點計算,則測出的速度數(shù)值將比物體的真實值。 解析:當(dāng)交流電源的頻率低于50 Hz時,打點計時器打一次點的時間間隔t將大于0.02 s,因此當(dāng)t時間內(nèi)的位移仍按0.02 s內(nèi)的位移計算時,根據(jù)此數(shù)據(jù)測出的速度將比真實值偏大。答案:偏大5在“用打點計時器測速度”的實驗中,打點計時器使用的交變電流的頻率為50 Hz,記錄小車運動的紙帶如圖所示,在紙帶上選擇標(biāo)0、1、2、3、4、5的6個計數(shù)點,相鄰兩計數(shù)點之間還有四個點未畫出。紙帶旁并排放著最小分度為毫米的刻度尺,刻度零點跟“0”計數(shù)點對齊,由圖可以讀出三個計數(shù)點1、3、5跟0點的距離填入下列表格中。距離d1d2d3測量值/cm計算打計數(shù)點“2時”小車的瞬時速度v2= m/s。 解析:讀數(shù)時,應(yīng)注意估讀一位,三個讀數(shù)分別為d1=1.20 cm、d2=5.41 cm、d3=12.01 cm。相鄰兩計數(shù)點之間還有四個點未畫出,所以相鄰計數(shù)點間的時間間隔T=0.1 s,則v2m/s=0.21 m/s。答案:1.205.4112.010.21能力提升1在研究小車的運動實驗中,由打點計時器打出紙帶,下列關(guān)于選取計數(shù)點的說法不正確的是()A.用計數(shù)點進行測量計算,既方便又可減小誤差B.相鄰計數(shù)點間的時間間隔應(yīng)是相等的C.相鄰計數(shù)點間的距離應(yīng)當(dāng)是相等的D.計數(shù)點是從計時器打出的實際點中選出來的,相鄰計數(shù)點間點痕的個數(shù)相等答案:C2(多選)在用“圖象法”處理實驗數(shù)據(jù)時,為了減小誤差()A.應(yīng)使縱、橫坐標(biāo)每單位長度表示的數(shù)值大一些B.應(yīng)使縱、橫坐標(biāo)每單位長度表示的數(shù)值小一些C.為使圖線通過每個實驗數(shù)據(jù)點,應(yīng)使圖線畫成折線D.應(yīng)使圖線畫成直線或光滑曲線,讓實驗數(shù)據(jù)點大致均勻分布在圖線附近,對于個別離線較遠的點可以舍去答案:BD3(多選)某次實驗中打出的一條紙帶如圖所示,圖中O為小車運動的起始點,O點到A點之間點跡密集且有部分點不清晰。A、B、C、D、E、F、G為所選取的計數(shù)點,相鄰兩個計數(shù)點之間有4個點未畫出,電源頻率為50 Hz,用毫米刻度尺測量。可得()A.從O點到F點運動的時間為6×0.1 sB.從O點到F點運動的時間為6×0.02 sC.從A點到F點運動的平均速D.通過測量xOG的長度,可知小車從O到G的位移大小解析:因OA之間所打點的情況未知,也就不能確定從O點到F點運動的時間,選項A、B錯誤;由題意,相鄰計數(shù)點間的時間間隔為T=5×0.02 s=0.1 s,則從A點到F點運動的平均速C正確;OG之間的長度,等于小車從O到G的位移大小,選項D正確。答案:CD4用打點計時器測瞬時速度實驗時得到的一條紙帶的一部分如圖所示,從0點開始依照打點的先后依次標(biāo)為0、1、2、3、4、5、6,現(xiàn)在量得0、1間的距離x1=5.18 cm,1、2間的距離x2=4.40 cm,2、3間的距離x3=3.62 cm,3、4間的距離x4=2.78 cm,4、5間的距離x5=2.00 cm,5、6間的距離x6=1.22 cm(每0.02 s打一次點)。(1)根據(jù)上面記錄,計算打點計時器在打1、2、3、4、5點時的速度并填在表中。位置12345v/(m·s-1)(2)根據(jù)(1)中表格,在圖中畫出小車的速度時間圖象,并說明小車速度變化特點。解析:(1)某點的瞬時速度可用包含該點的一段位移內(nèi)的平均速度表示打1點時:v11.20 m/s,打2點時:v21.00 m/s,打3點時:v3m/s,打4點時:v40.60 m/s,打5點時:v50.40 m/s。將數(shù)值填入表格中。位置12345v/(m·s-1)1.201.000.800.600.40(2)描點并連線得小車的速度時間圖象。由圖象可知,小車速度均勻減小。答案:見解析5某同學(xué)利用打點計時器所記錄的紙帶來研究做直線運動小車的運動情況。實驗中獲得一條紙帶如圖所示。其中兩相鄰的計數(shù)點間有四個點未畫出。已知所用電源的頻率為50 Hz,則打相鄰兩個計數(shù)點的時間為 s。打A、C點時小車運動的速度vA= m/s,vC= m/s。 解析:計時器的打點周期是0.02 s,兩相鄰的計數(shù)點間有四個點未畫出,可知相鄰兩個計數(shù)點的時間為T=5×0.02 s=0.1 s。vAm/s=0.337 m/s;vCm/s=0.413 m/s。答案:0.10.3370.4136在“用打點計時器測速度”的實驗中,一條記錄小車運動情況的紙帶如圖所示,在其上取了A、B、C、D、E 5個計數(shù)點,每相鄰兩個計數(shù)點之間還有4個點圖中沒有畫出,電火花計時器接在220 V、50 Hz的交流電源上。(1)由紙帶上的數(shù)據(jù)計算vB= m/s,vC= m/s,vD= m/s。(此題計算結(jié)果均保留三位有效數(shù)字) (2)在如圖所示坐標(biāo)系中作出小車的v-t圖線(以打A點時開始計時)。解析:(1)由題意知,相鄰兩計數(shù)點間的時間為T=0.1 s。vBm/s=1.38 m/s;vCm/s=2.64 m/s;vDm/s=3.90 m/s。(2)圖象如圖所示答案:(1)1.382.643.90(2)見解析