- 实验：用打点计时器测速度
- 共816题
测匀变速直线运动加速度的实验中，接通电源与让纸带随物体开始运动，这两个操作的时间关系不正确是
[ ]
正确答案
如图为同一个打点计时器打出的四条纸带，则（ ）
正确答案
如图所示，装置甲中挂有小桶的细线绕过定滑轮，固定在小车上；装置乙中橡皮筋的一端固定在导轨的左端，另一端系在小车上．一同学用装置甲和乙分别进行实验，经正确操作获得两条纸带①和②，纸带上的a、b、c …均为打点计时器打出的点．
（1）任选一条纸带读出b、c两点间的距离为______；
（2）任选一条纸带求出c、e两点间的平均速度大小为______，纸带①和②上c、e两点间的平均速度
（3）图中______（填选项）
A．两条纸带均为用装置甲实验所得
B．两条纸带均为用装置乙实验所得
C．纸带①为用装置甲实验所得，纸带②为用装置乙实验所得
D．纸带①为用装置乙实验所得，纸带②为用装置甲实验所得．
正确答案
（1）选②纸带读出b、c两点间的距离为6.50-4.10cm=2.40cm
（2）选②纸带读出c、e两点间的距离为5cm，
相对应的平均速度
选①纸带读出c、e两点间的距离为4.5cm，
所以平均速度
（3）装置甲实验中小车做匀加速直线运动，所以相邻的计时点的间距之差相等，
装置乙实验中小车受橡皮筋的弹力越来越小，所以做加速度减小的变加速直线运动，以相邻的计时点的间距之差减小，
所以带①为用装置甲实验所得，纸带②为用装置乙实验所得
故选C．
故答案为：（1）2.40cm
（2）1.25m/s，小于 （3）C
电磁打点计时器和电火花计时器都是使用______（填“直流”或“交流”）电源的计时仪器，电磁打点计时器工作的电压是______V以下，当电源频率是50Hz时，它每隔______s打一个点．
正确答案
电磁打点计时器和电火花计时器都是使用交流电源的计时仪器，电磁打点计时器的工作电压交流6V以下，当电源的频率为50Hz时，它每隔0.02s打一次点．
故答案为：交流；6； 0.02s．
在研究匀变速直线运动规律的实验中，做匀变速直线运动的小车带动纸带运动，用打点计时器打下一条点迹清晰的纸带，如图所示．打点计时器打点的时间间隔为0.02s，按打点时间先后顺序，每五个点取一个计数点，依次得到A、B、C、D、E 五个计数点．用刻度尺量得B、C、D、E各点到A点的距离分别为AB=7.60cm，AC=13.60cm，AD=18.00cm，AE=20.80cm．由此可知，打点计时器打B点时，小车的速度为______m/s，小车运动的加速度大小为______m/s2，加速度方向与小车运动方向______（填“相同”或“相反”）．
正确答案
每五个点取一个计数点，所以相邻的计数点之间的时间间隔为0.1s．
利用匀变速直线运动的推论得：
vB=
根据运动学公式得：△x=at2，
a=
从题目中数据得知，相邻的计数点的距离越来越小，也就说明了小车的速度越来越小即做减速运动，所以小车的加速度和速度方向相反．
故答案为：0.68、1.60、相反．
实验题
（1）电火花计时器使用交流电源，电压为220V．当电源的频率为50Hz时，打点计时器每隔______s打一个点，当交流电的频率为40Hz时，仍按50Hz计算，则测量的速度的数值比真实的速度数值______（选填“偏大”、“偏小”或“不变”）．
（2）如图1所示，一个小球从D点竖直上抛到最高点A的频闪照片，不计空气阻力，则小球在D、B两点的速度之比vD：vB=______，B到 A的距离和D到B的距离之比xBA：xDB=______．
（3）如图2所示，某同学在“研究匀变速直线运动”实验中，由打点计时器得到表示小车运动过程的一条清晰纸带，纸带上两相邻计数点的时间间隔为T，测得相邻两点距离分别为S1、S2、S3、S4、S5、S6，如图2所示．
用测得的物理量表示，A点处的瞬时速度大小v=______，加速度的大小a=______．
（4）某实验小组用如图3所示的实验装置，探究弹力和弹簧伸长的关系．实验主要操作步骤如下：先将待测弹簧的一端固定在铁架台上，然后将刻度尺竖直放在弹簧一侧，并使弹簧另一端的指针恰好落在刻度尺上．当弹簧自然下垂时，读取指针指示的刻度数值L0；当弹簧下端挂一个50g的钩码，读取指针指示的刻度数值L1；弹簧下端挂两个50g的钩码，读取指针指示的刻度数值L2；…；挂6个50g的钩码时，读取指针指示的刻度数值L6．他们采用图象法处理实验数据：以刻度尺读数L为横坐标，以所挂钩码质量m为纵坐标，所画图象如图4所示．根据该图象可知，实验小组采用的弹簧的劲度系数为k=______N/m；（结果保留3位数字）
正确答案
（1）电火花打点计时器是使用220V交流电源的仪器，其打点周期与交流电的周期相同，若交流电频率为50赫兹，则其打点周期为0.02s，当电源频率为40Hz时，低于50Hz时，实际打点周期将变大，而进行计算时，仍然用0.02s，因此测出的速度数值将比物体的真实数值大．
故答案为：0.02s，偏大．
（2）物体可以看作从A自由下落到D，下落时间间隔相同，因此有：
hAB：hBC：hCD=1：3：5 ①
由此可得：
xBA：xDB=1：8．
根据运动学公式有：
联立①②③解得：vD：vB=3：1；
故答案为：vD：vB=3：1； xBA：xDB=1：8．
（3）根据匀变速直线运动中某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度，得：
vA=
根据逐差法有：
s6-s3=3a1T2
s5-s2=3a2T2
s4-s1=3a3T2
a=
故答案为：
（4）弹簧所受拉力大小等于所挂物体重力大小，据此结合图象，在图象上任意取两点可求得斜率为：
k=
统一单位后弹簧的劲度系数为：
k=5.44N/m．
故答案为：5.44．
电磁打点计时器通常的工作电压为______，电火花打点计时器通常的工作电压为______．我们日常生活所用的交流电频率是50Hz，如果用它做电源，打点计时器每隔______s打一个点．某同学在做“探究小车速度随时间变化的规律”实验时，得到了如图3所示的一条较为理想的纸带，A、B、C、D、E、F为在纸带上依次所选的记数点，相邻记数点间有四个点未画出，测得AB=1.20cm，AC=3.20cm，AD=6.00cm，AE=9.60cm，AF=14.00cm，则以上由数据可知小车做______运动，运动的加速度a=______m/s2，打点计时器打下D点时小车的瞬时速度为______ m/s．
正确答案
根据电磁打点计时器与电火花打点计时器的构造和具体使用我们知道，电磁打点计时器使用的电源为6V以下的低压交流电源，电火花打点计时器使用的是220V交流电源，当电源的频率是50Hz时，打点周期为0.02s；
根据题意可知：x1=AB=1.20cm，x2=AC-AB=2.00cm，x3=AD-AC=2.80cm，x4=AE-AD=3.60cm，x5=AF-AE=4.40cm，由此可知小车在连续相等时间内的位移差为常数，即△x=0.80cm，故小车做匀加速直线运动，根据△x=aT2，将T=0.1s带入可解得a=0.80m/s2；根据在匀变速直线运动中中间时刻的瞬时速度等于该过程中的平均速度有：
vD=
故答案为：6V以下，220V，0.02，匀加速直线，0.80，0.32．
在某次研究匀变速直线运动的实验中，物体拖动纸带做加速直线运动打点计时器所使用的交流电源频率为50Hz，实验得到的一条纸带如图所示，纸带上每相邻的两个计数点之间都有4个点未画出．按时间顺序取0、1、2、3、4、5六个计数点，实验中用直尺量出各计数点到0点的距离如图所示（单位：cm）．则在打计数点1和4所对应的时刻，纸带运动的瞬时速度分别为v1=______m/s，v4=______m/s，从打计数点1到打计数点4这段时间内，拖动纸带运动的物体的平均加速度a=______m/s2．（保留两位有效数字）
正确答案
v1=
v4=
由△x=at2得 a=
故答案为 0.18 0.40 0.75
做直线运动的小车带动纸带通过打点计时器打出的部分计数点如图所示，每相邻两个计数点间有4个实际点未画出，打点计时器打点时间间隔为0.02s，
（1）图中5个间隔点的平均速度为______m/s．
（2）小车的加速度为______m/s2
正确答案
（1）每相邻两个计数点间有4个实际点未画出，打点计时器打点时间间隔为0.02s，所以相邻的计数点间的时间间隔T=0.1s．
由于平均速度等于总位移除以总时间，
得：
（2）根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT2可以求出加速度的大小，
得：x3-x1=2a1T2
x4-x2=2a2T2
为了更加准确的求解加速度，我们对2个加速度取平均值
得：a=
即小车运动的加速度计算表达式为：
a=
由于位移越小测量的相对误差越大，所以我们可以舍掉第一段最小的位移，用剩下的4段位移解加速度，
即：a=
故答案为：0.62，0.89
一位同学在练习使用电磁打点计时器时，纸带上打出的不是圆点，而是一些短线，这可能是因为
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正确答案
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