- 实验:用打点计时器测速度
- 共816题
(1)螺旋测微器测一金属丝的直径,示数如图所示,则金属丝的直径为______mm.
(2)用铁架台将长木板倾斜支在水平桌面上,组成如图1所示装置(示意图),测量木块沿斜面下滑的加速度.所提供的仪器有长木板、木块、打点计时器(含纸带)、学生电源、米尺、铁架台及导线、开关等.图2是打点计时器打出的一条纸带,纸带旁还给出了最小刻度为1mm的刻度尺,刻度尺的零点与O点对齐.打点计时器所用交流电源的频率是50Hz,相邻计数点间还有四个打点未标出.根据纸带可以计算出木块下滑的加速度a的大小是______m/s2(保留3位有效数字).
正确答案
(1)由图示螺旋测微器可知,金属丝直接为2.5mm+45.0×0.01mm=2.950mm;
(2)由纸带可知,OA=10.80cm=0.1080m,CD=OD-OC=43.20cm-30.00cm=13.20cm=0.1320m,
计数点间的时间间隔t=0.02×5=0.1s,CD-OA=2at2,木块下滑的加速度a=2.40m/s2;
故答案为:(1)2.950(2.948-2.951均正确)(2)2.40.
在做“研究匀变速直线运动”的实验时,某同学得到一条用电火花计时器打下的纸带如图甲所示,并在其上取了A、B、C、D、E、F、G 7个计数点,每相邻两个计数点间还有4个点图中没有画出.
(1)设电火花计时器的周期为T,根据甲图中标出的量得计算vc的公式为vc=________;
(2)该同学经过测测量并计算得到电火花计时器在打B、C、D、E、F各点时物体的瞬时速度如下表:
根据表中得到的数据,以A点对应的时刻为 t=0,试在图乙所示坐标系中合理选择好标度,作出v-t图象,利用该图象求物体的加速度a=______m/s2.
正确答案
(1)根据匀变速直线运动中时间中点的瞬时速度等于该过程中的平均速度,电火花计时器的周期为T,所以从B点到D点时间为10T,有:
vD==
故答案为:.
(2)根据图中数据,利用描点法做出图象如下;
(3)图象斜率大小等于加速度大小,故a==0.40m/s2
故答案为:0.40.
某同学在做“探究小车速度随时间变化规律”的实验时,打点计时器所用电源的频率50HZ,在实验中得到一条点迹清晰的纸带,他把某一点记O,再选依次相邻的6个点作为测量点,分A、B、C、D、E和F,如图所示.
①在做用打点计时器测速度的实验时,要用到打点计时器,打点计时器是一种计时仪器,其电源频率为50Hz,常用的电磁打点计时器和电火花打点计时器使用的是______(直流电,交流电),它们是每隔______s打一个点.
②如果测C、D两点相2.70cmD、E2.9两点相2.90cm,则在D点时小车速度是______m/s.
③该同学分别算出打各点时小车的速度,然后根据数据v-t坐标系中描点(如图所示),由此可求得小车的加速a=______m/s2.
正确答案
①打点计时器使用交变电流,当电源频率为50Hz时,每隔0.02s打一次点.
②根据匀变速直线运动的规律,打D点的速度等于CE段的平均速度,即:
vD==
=1.40m/s.
③根据描点作一条过原点的直线,如图所示
直线的斜率即为小车的加速度,求出加速度为:5.00 m/s2.
故答案为:①交流电,0.02;②1.40;③如图所示,5.00.
(1)某班同学在做“练习使用多用电表”的实验.
①某同学用多用电表的欧姆挡测量电阻Rx的阻值,当选择开关置于欧姆挡“×100”的位置
时,多用电表指针示数如图1所示,此被测电阻的阻值约为______Ω.
②某同学按如图2所示的电路图连接元件后,闭合开关S,发现A、B灯都不亮.该同学用多用电表的欧姆挡检查电路的故障.检查前,应将开关S______.(选填“闭合”或“断开”)
③若 ②中同学检查结果如表所示,由此可以确定______
A.灯A断路
B.灯B断路
C.灯A、B都断路
D.d、e间导线断路
(2)某同学采用如图3所示的装置验证规律:“物体质量一定,其加速度与所受合力成正比”.
a.按图3把实验器材安装好,不挂配重,反复移动垫木直到小车做匀速直线运动;
b.把细线系在小车上并绕过定滑轮悬挂配重,接通电源,放开小车,打点计时器在被小车带动的纸带上打下一系列点,取下纸带,在纸带上写上编号;
c.保持小车的质量M不变,多次改变配重的质量m,再重复步骤b;
d.算出每条纸带对应的加速度的值;
e.用纵坐标表示加速度a,横坐标表示配重受的重力mg(作为小车受到的合力F),作出a-F图象.
①在步骤d中,该同学是采用v-t图象来求加速度的.图4为实验中打出的一条纸带的一部分,纸带上标出了连续的3个计数点,依次为B、C、D,相邻计数点之间还有4个计时点没有标出.打点计时器接在频率为50Hz的交流电源上.打点计时器打C点时,小车的速度为______m/s;
②其余各点的速度都标在了v-t坐标系中,如图5所示.t=0.10s时,打点计时器恰好打B点.请你将①中所得结果标在图5所示的坐标系中,并作出小车运动的v-t图线;利用图线求出小车此次运动的加速度a=______m/s2;
③最终该同学所得小车运动的a-F图线如图6所示,从图中我们看出图线是一条经过原点的直线.根据图线可以确定下列说法中不正确的是______
A.本实验中小车质量一定时,其加速度与所受合力成正比
B.小车的加速度可能大于重力加速度g
C.可以确定小车的质量约为0.50kg
D.实验中配重的质量m远小于小车的质量 M
正确答案
①欧姆表的读数为示数乘以倍率,即:26×100=2.6KΩ
②两灯不亮,可以用欧姆表测量两点间的电阻来判断有无断路,检查前,应将开关S断开;
③由图知在bf、be、de之间存在断路,而bd之间电阻较小,说明bd之间没有断路,因此判断de间发生断路,D正确;
故选D
(2):①中间时刻的瞬时速度等于该过程中的平均速度:
vC==0.44m/s
②在匀变速直线运动中,v=v0+at,故v-t图象应为线性关系,画图时让尽量多的点落在直线上即可:
a=k==1.04≈1.0m/s2
③A:由图线可得:F与a成正比,故A正确.
B:小车的加速度:a=,所以加速度不可能大于g,故B错误.
C:图线的斜率k==2,所以:M=0.5kg,故C正确.
D:因为图线是过原点的直线,故满足配重的质量m远小于小车的质量M,故D正确.
本题选错误的,故选:B
故答案为:(1)①2.6k ②断开 ③D
(2)①0.44;②1.0;③B
某同学在做“探究小车速度随时间变化的规律”实验时,得到了如图一条较为理想的纸带.从某点开始,已在纸带上每隔0.1s取好一个计数点,即两计数点之间的时间间隔为0.1s,依打点先后编为A、B、C、D如图所示,测出AB=1.2cm,AC=3.6cm,AD=7.2cm,则小车运动的加速度a=______m/s2,打B点时小车的瞬时速度vB=______m/s.
正确答案
每两个相邻的测量点之间的时间间隔T=0.10s,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:
vB==
=0.18m/s
由题意可知:x1=1.2cm,x2=(3.6-1.2)cm=2.4cm,x3=(7.2-3.6)=3.6cm,
根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT2将△x=1.2cm,和T=0.1s带入解得:a=1.2m/s2;
故答案为:1.2m/s2; 0.18m/s.
(1)某同学用游标卡尺测量一圆柱体的长度l,用螺旋测微器测量该圆柱体的直径d,示数如图.由图可读出l=______cm,d=______mm
(2)在“研究匀变速直线运动规律”的实验中得到一条纸带,如图所示O、A、B、C、D、E、F是纸带上的七个计数点,每相邻两个计数间有四个点没有画出,用S1、S2、S3、S4、S5、S6表示相邻两个计数点间的距离,在纸带的下方用毫米刻度尺测量计数点间的距离,已知打点计时器电源频率为50Hz,那么,打C点计时对应的速度大小是______m/s;计算重物加速度的大小是a=______m/s2(上述计算结果均保留三位有效数字)
正确答案
(1)游标卡尺的主尺读数为22mm,游标读数为0.1×5=0.5mm,所以最后读数为:22.5mm=2.25cm.
螺旋测微器的固定刻度读数为6.5mm,可动刻度读数为36.0×0.01=0.360mm(0为估读),所以最后读数为6.860mm.
(2)每相邻两个计数间有四个点没有画出,相邻的计数点时间间隔为0.1s,
利用毫米刻度尺测出B、C两点间距S3=7.0mm=0.70cm
某时刻的瞬时速度等于一段时间内的平均速度
vC==0.0800m/s,
由于相邻的时间间隔位移之差相等,根据运动学公式推论△x=at2得:
a==
=0.200m/s2
故答案为:(1)2.25,6.860.(2)0.0800m,0.200
某同学在“测匀变速直线运动的加速度”的实验中,用打点计时器(频率为50Hz,即每0.02s打一个点)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.其相邻点间还有4个点未画出.其中S1=7.05cm、S2=7.67cm、S3=8.29cm、S4=8.91cm、S5=9.53cm、S6=10.15cm,
(1)关于接通电源和释放纸带的次序,下列说法正确的是______
A.先接通电源,后释放纸带 B.先释放纸带,后接通电源
C.释放纸带同时接通电源 D.先接通电源或先释放纸带都可以
(2)各相邻计数点间的时间间隔T=______ s
(3)小车运动的加速度为______m/s2,在F时刻的瞬时速度为______m/s.(保留2位有效数字)
正确答案
(1)开始记录时,应先给打点计时器通电打点,然后再释放纸带,如果先放开纸带,再接通打点计时时器的电源,由于小车运动较快,不利于数据的采集和处理,会对实验产生较大的误差.故选A.
(2)其相邻点间还有4个点未画出,各相邻计数点间的时间间隔T=0.1s.
(3)根据运动学公式△x=at2得:
a==
m/s2=0.62m/s2利用匀变速直线运动的推论
vF==
=0.98m/s
故答案为:(1)A
(2)0.1
(3)0.62,0.98
某同学利用打点计时器研究做匀加速直线运动小车的运动情况.图示为该同学实验时打出的一条纸带,纸带上两相邻计数点的时间间隔是0.1s.从刻度尺中可以得到SAB=______cm、SCD=______cm,由这两个数据得出小车的加速度大小a=______m/s2,打点计时器打B点时小车的速度v=______m/s.
正确答案
由图可知,A、B、C、D四点对应的刻度分别是0、1.20 cm、2.90 cm、5.10 cm,
则SAB=1.20 cm,SCD=SD-SB=5.10cm-2.90 cm=2.20 cm,
根据运动学公式得:△x=at2,
a==0.50m/s2.
利用匀变速直线运动的推论得:
vB==0.145m/s
故答案为:1.20,2.20,0.50,0.145.
某实验小组欲探究光滑斜面上物体下滑的加速度与物体质量及斜面倾角是否有关系.实验室提供如下器材:
A.表面光滑的长木板 B.可叠放钩码的物理小车 C.秒表
D.方木块(用于垫高木板) E.质量为m的钩码若干个 F.米尺
该研究小组采用控制变量法进行实验探究,即:
(1)在保持斜面倾角不变时,探究加速度与质量的关系.实验时,可通过______来改变物体质量,通过测出木板长L和小车由斜面顶端滑至底端所用时间t,可求得物体的加速度a=______.他们通过分析实验数据发现:在误差范围内,质量改变之后,物体下滑所用时间可认为不改变.由此得出结论:光滑斜面上物体下滑的加速度与物体质量无关.
(2)在物体质量不变时,探究加速度与倾角的关系.
实验时,通过改变方木块垫放位置来整长木板倾角,由于没有量角器,该小组通过木板长L和测量出长木板顶端到水平面高度h求出倾角α的正弦值sinα=h/L.下表是他们的实验数据.
①请将表格补充完整并在方格纸内画出a-sinα图线.
②分析a-sinα图线得出的结论是:______.
③利用a-sinα图线求出当地的重力加速度g=______m/s2.
正确答案
解(1)在保持斜面倾角不变时,探究加速度与质量的关系.实验时,可通过在小车叠放钩码来改变物体质量,
小车做初速度为零的匀加速直线运动,根据匀变速直线运动规律有L=at2,
所以有:a=
(2)sinα==0.20
a==2.00m/s2
①将表格补充完整并在方格纸内画出a-sinα图线.
②分析a-sinα图线得出的结论是:光滑斜面上物体下滑的加速度与斜面倾角a
的正弦值成正比.
③根据牛顿第二定律得:a==gsinα
所以加速度a与sinα的图象斜率代表当地的重力加速度,所以g=9.8m/s2.
故答案为:(1)在小车叠放钩码;;.
(2)0.20;2.00.,
①如图②光滑斜面上物体下滑的加速度与斜面倾角a
的正弦值成正比.
③9.8
用接在50Hz交流电源上的打点计时器测定小车做匀加速直线运动的加速度,得到如图所示的一条纸带,从比较清楚的点开始起,取若干个计数点,分 别标上0、1、2、3…(每相邻的两个计数点间有4个打印点未标出),测得0与1两点间的距离x1=30 mm,3与4两点间的距离x4=48 mm。则小车在0与1两点间的平均速度为_____m/s,小车的加速度为_____m/s2,计数点2的速度为_____m/s。
正确答案
解:计数点间的时间间隔t=0.02s×5=0.1s,
小车在0与1两点间的平均速度
小车的加速度
代入数据解得:v2=0.39m/s;
故答案为:0.3;0.6;0.39.
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