- 实验：用打点计时器测速度
- 共816题
如图1所示，用落体法验证机械能守恒定律的实验，
（1）某同学列举了该实验的几个步骤，其中不正确或没有必要的是______（填序号即可）
A、正确安装好实验仪器
B、将打点计时器接到学生电源的低压直流输出端
C、用天平测出下落重物的质量，且精确到0.01kg
D、实验中，释放纸带前用夹子夹住纸带不上下移动，且保证纸带竖直
E、为了使打出来的第一个点清晰，应该先释放纸带再接通打点计时器电源开关
（2）在实验中打点计时器所接交流电频率为50Hz，当地重力加速度g=9.8m/s2．实验选用的重物质量为m，纸带上打点计时器打下的连续计时点A、B、C、D到O点的距离如图2所示，则重物从O点运动到C点，重力势能减少______J，重物经过C点时的速度为______ m/s，其动能的增加为______J．（取3位有效数字）
正确答案
（1）B：将打点计时器接到学生电源的低压交流输出端，故B不正确．
C：因为我们是比较mgh、
E：开始记录时，应先给打点计时器通电打点，然后再释放重锤，让它带着纸带一同落下，故E不正确．
故选BCE．
（2）重力势能减小量△Ep=mgh=9.8×0.2795m J=2.74m J．
利用匀变速直线运动的推论得：
vC=
EkC=
故答案为：
（1）BCE
（2）2.74m，2.33m/s，2.71 m
在“用打点计时器测速度”的实验中，打点计时器应接______（直流或交流）电源．如果电源的频率是50Hz，它每隔______s打一个点．在某次实验中，舍去打出的纸带前面比较密集的点，从0点开始，每5个连续点取1个计数点，标以0、1、2、3…那么相邻两个计数点之间的时间为______s．
正确答案
打点计时器应接交流电源，电磁打点计时器用6V交流电，电火花计时器使用220V交流电，如果电源的频率是50Hz，它每隔0.02s打一个点，从0点开始，每5个连续点取1个计数点或每隔4个点取一个计数点说法相同，时间间隔为0.02s，所以标以0、1、2、3…那么相邻两个计数点之间的时间为0.1s．
故答案为：交流，0.02，0.1．
（1）实验室常用的电磁式打点计时器用的是低压______（填“直流”、“交流”）电源．某次实验连续打了一系列点的纸带如图1，由此可以判断，这段纸带的运动属于______（填“匀速”、“匀变速”）直线运动，纸带上AB段运动的时间t=______s，AB段的平均速度10______m/s（计算结果保留三位有效数字）
（2）用多用电表测未知阻值的电阻．按正确步骤操作后，测量结果如图2所示，读出其阻值大小为______Ω．为了使多用电表测量的结果更准确，必须进行如下操作：
a．将选择开关打到______挡
b．将______，______，进行欧姆调零
c．把电阻接在两表笔之间进行测量并读数
d．测量完毕将选择开关打到______挡．
正确答案
（1）打点计时器用交流电，从纸带上的点的间距知道做匀变速直线运动；打点的周期为0.02S，所以AB之间时间为0.08S，平均速度V=
（2）欧姆表的读数为：100×10=1000Ω
a、由于指针偏转较小，误差较大，所以应换×100挡
b、换挡后要将红黑表笔短接，调节调零旋钮
d、用完后要将开关旋转到OFF挡
故答案为：（1）交流，匀变速，0.08，1.15
（2）1000
a．×100
b．红黑表笔短接 调节调零旋钮
d．OFF
在利用打点计时器测速度的实验中，下列说法中正确的是______
A．先接通电源，后拉动纸带
B．先拉动纸带，后接通电源
C．电火花计时器使用6V以下的交流电源
D．连续n个计时点间的时间为（n-1）×0.02秒．
正确答案
A、为了提高纸带的利用率，同时为了使打点稳定，使用打点计时器时要先接通电源，后释放纸带，故A正确，B错误；
C、电火花打点计时器的工作电压是交流220V，故C错误；
D、根据周期和频率关系可知，当所用电源的频率是50Hz时，打点周期为0.02s，连续n个计时点间的时间为（n-1）×0.02秒．故D正确．
故选AD．
如图所示为研究匀变速直线运动某次实验时打出的纸带，打点计时器每隔0.02s打一个点，图中O点为第一个点，A、B、C、D为每两点选定的计数点．根据图中标出的数据计算：
（1）打A、D点时间内纸带的平均速度大小？
（2）打B点时纸带的瞬时速度大小？
（3）你能算出打O、D点时间内纸带的平均速度吗？为什么？
正确答案
相邻两个计数点之间时间间隔T=2×0.02s=0.04s，
（1）根据平均速度的定义求得打A、D点时间内纸带的平均速度大小：
（2）根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度得：
B点时小车的瞬时速度大小vB=
（3）不能．原因是无法从纸带上确定从打O点到打D点历经的时间．
答：（1）打A、D点时间内纸带的平均速度大小是2.3125m/s．
（2）打B点时纸带的瞬时速度大小是2.125m/s．
（3）不能．原因是无法从纸带上确定从打O点到打D点历经的时间．
用如图1所示的实验装置验证机械能守恒定律．实验所用的电源为学生电源，输出电压为6V的交流电和直流电两种．质量为0.300kg的重锤从高处由静止开始下落，重锤上拖着的纸带打出一系列的点，对纸带上的点痕进行测量，即可验证机械能守恒定律．
（g取9.8m/s2）
（1）下面列举了该实验的几个操作步骤：
A．按照图示的装置安装器件；
B．将打点计时器接到电源的“直流输出”上；
C．释放悬挂纸带的夹子，同时接通电源开关打出一条纸带；
D．测量纸带上某些点间的距离；
E．根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能是否等于增加的动能．
将其中操作不当的步骤对应的字母填在下面的空行内，并说明其原因．
①______ ②______
（2）实验中得到如图2所示的纸带，根据纸带可得重锤从B点到D点重力势能的减少量等于______，动能的增加量等于______．（结果保留三位有效数）
（3）在验证机械能守恒定律的实验中发现，重锤减小的重力势能总是大于重锤动能的增加，其原因主要是______．
正确答案
（1）①B、、电火花和电磁计时器都使用交流电源．
②C、实验时，应先接通打点计时器电源后释放重物，由于重物运动较快，可能会使打出来的点很少，不利于数据的采集和处理．
（2）重力势能减小量等于△Ep=mgh=0.300×9.8×（0.0442+0.0480）J=0.271 J．
利用匀变速直线运动的推论
vB=
vD=
EkB=
△Ek=EkD-EkB=0.264J
（3）由于实验过程中摩擦阻力的存在，重力势能有一部分转化给了摩擦阻力做功产生的内能．
故答案为：（1）①B ②D
（2）0.271J． 0.264J
（3）由于实验过程中摩擦阻力的存在产生误差．
某学生用打点计时器研究小车的匀变速直线运动．他将打点计时器接到频率为50Hz的交流电源上，实验时得到一条纸带．他在纸带上便于测量的地方依次选取B、C、D、E四个计数点，两个计数点间还有四个点未画出，他测得AC长为14.56cm，CD长为11.15cm，DE长为13.73cm，则打C点时小车的瞬时速度大小为______m/s，小车运动的加速度大小为______m/s2，AB的距离应为______cm．（保留3位有效数字）
正确答案
（1）两个计数点间还有四个点未画出，可知相邻的计数点间的时间间隔t=0.1s，
根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度，
得：vC=
（2）由于AC间的时间间隔T=2t，CD间的时间间隔也为T，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，
xCE-xAC=△x=aT2，
a=
（3）根据匀变速直线运动的推论公式xm-xn=（m-n）aT2，
xDE-xCD=△x=2.58cm
xCD-xAB=2△x
所以：xAB=xCD-2△x=5.99cm
故答案为：0.986，2.58，5.99
在“探究加速度与力、质量的关系”实验中：
（1）某同学在接通电源进行实验之前，将实验器材组装如图所示．请你指出该装置中的错误或不妥之处（至少两处）：______
（2）改进实验装置后，该同学顺利地完成了实验，下图是他实验中得到的一条纸带，图中A、B、C、D、E为相邻的计数点，相邻的计数点的时间间隔是0.10s，标出的数据单位
是cm，则小车的加速度为______．
正确答案
（1）该实验中电磁打点计时器是利用4～6v的交流电源，电火花计时器是利用220v交流电源；为了尽可能的利用纸带在释放前小车应紧靠打点计时器；在本实验中我们认为绳子的拉力等于物体所受的合外力，故在实验前要首先平衡摩擦力．
（2）根据△x=aT2可得
物体的加速度a=
=
=
=3.2m/s2
故本题的答案：①电源应用交流电，小车在释放前应紧靠打点计时器，没有平衡摩擦力．
②3.2m/s2
某次实验纸带的记录如图所示，图中前几个点模糊，因此从A点开始每打5个点取1个计数点，则小车通过D点时速度是_______m/s，小车运动的加速度是______m/s2（保留三位有效数字）．（打点计时器的电源频率是50Hz）
正确答案
从A点开始每打5个点取1个计数点，相邻的计数点之间的时间间隔是0.1s
（1）根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度，
vD=
（2）由于相邻的计数点间的位移之差不等，所以采用逐差法求
a=
故答案为：（1）2.46
（2）6.20
电火花计时器工作电源是______（填“交流电”或“直流电”），电源电压是______V．某同学在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，用打点计时器记录了被小车拖动的纸带的运动情况，在纸带上确定出A、B、C、D、E、F、G共7个计数点．其相邻点间的距离如图所示，每两个相邻的计数点之间还有4个打印点未画出．
（1）接通打点计时器电源和让纸带开始运动，这两个操作之间的时间顺序关系是______
A．先接通电源，后让纸带运动 B．先让纸带运动，再接通电源
C．让纸带运动的同时接通电源 D．先让纸带运动或先接通电源都可以
（2）试根据纸带上各个计数点间的距离，计算出打下F点时小车的瞬时速度υF=______m/s（要求保留3位有效数字）．
（3）试根据纸带上各个计数点间的距离，计算出小车加速度为______ m/s2（要求保留3位有效数字）
正确答案
根据电火花打点计时器的构造和具体使用我们知道，电火花打点计时器是一种使用交流电源的仪器，其工作电压为220V．
故答案为：交流电，220．
（1）在具体使用时打点计时器打点时，为了提高纸带的利用率，同时也是为了使打点更稳定，操作中要求先接通电源开始打点，然后释放纸带，故BCD错误，A正确．
故选A．
（2）根据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：
vF=
故答案为：0.364．
（3）根据逐差法有：
x6-x3=3a1T2 ①
x5-x2=3a2T2 ②
x4-x1=3a3T2 ③
a=
带入数据解得a=0.496m/s2．
故答案为：0.496．
扫码查看完整答案与解析