- 实验:用打点计时器测速度
- 共816题
一组同学研究“运动物体所受空气阻力与其运动速度关系”的探究过程如下;
A.有同学认为:运动物体所受空气阻力可能与其运动速度有关
B.他们计划利用一些“小纸杯”作为研究对象,用超声波测距仪等仪器测量“小纸杯”在空中直线下落时的下落距离、速度随时间变化的规律,以验证假设
C.在相同的实验条件下,同学们首先测量了单只“小纸杯”在空中下落过程中不同时刻的下落距离,将数据填入下表中,图甲是对应的位移时间图线。然后将不同数量的“小纸杯”叠放在一起从空中下落,分别测出它们的速度一时间图线,如图乙中图线1,2,3,4,5所示
D.同学们对实验数据进行分析、归纳后,证实了他们的假设
回答下列提问:
(1)图甲中的AB段反映了运动物体在做___________运动,表中x处的值为______________。
(2)图乙中各条图线具有共同特点:“小纸杯”在下落开始阶段做_____________运动,最后“小纸杯”做_____________运动。
(3)比较图乙中的1和5图线,指出在1.0-1.5s时间段内,速度随时间变化关系的差异:_____________。
正确答案
(1)匀速运动;1.937
(2)加速度逐渐减小的加速运动;匀速运动
(3)图线1反映速度不随时间变化,图线5反映速度随时间继续增大(或图线l反映纸杯做匀速运动,图线5反映纸杯依然做加速度减小的加速运动)
(1)关于电磁打点计时器的使用,下列说法正确的是___________;
A.电磁打点计时器使用的是10V以下的直流电源
B.在测量物体速度时,先让物体运动,后接通电源
C.使用的电源频率越高,打点的时间间隔就越小
D.纸带上打的点越密,说明物体运动的越慢
(2)电磁打点计时器是测量时间的仪器,其工作电压约为___________V,电源频率是50Hz,它每隔___________s打一次点,在测定匀变速直线运动加速度实验中,某次实验纸带的记录如下图所示,纸带上O、A、B、C、D、E、F、G为计数点,每相邻两个计数点间还有4个点没有画出,由图可知纸带的加速度等于_________,在打D点时纸带的速度为__________(保留两位有效数字),F到G的距离为__________cm。
正确答案
(1)CD
(2)4~6,0.02,0.75 m/s2,0.40 m/s,5.90
(1)关于电磁打点计时器的使用,下列说法正确的是_____________。
A.电磁打点计时器使用的是10V以下的直流电源
B.在测量物体速度时,先让物体运动,后接通电源
C.使用的电源频率越高,打点的时间间隔就越小
D.纸带上打的点越密,说明物体运动的越慢
(2)用接在50Hz交流电源上的打点计时器,研究小车的运动,某次实验中得到一条纸带,如图所示,从比较清晰的点起,每五个打印点取一个记数点,分别标明0、l、2、3、4……,量得0与1两点间距离x1=30mm,1与2两点间距离x2=36mm,2与3两点间距离x3=42mm,3与4两点间的距离x4=48mm。则
①设各相邻记数点间的距离分别为x1、x2、x3、x4,相邻两记数点的时间间隔为T,则下列关系式中正确的是_____________;
A.x2-x1=aT2
B.x4-x1=3aT2
C.打点2时物体的速度为v2=
D.x1=aT2
②小车在打计数点2时的瞬时速度为_____________m/s,小车的加速度为_____________m/s2。
正确答案
(1)CD
(2)①ABC;②0.39,0.6
传送带是一种常用的运输工具,它被广泛地应用于车站、机场等。某实验小组利用打点计时器研究物块放到传送带上的运动。如图为水平传送带模型,传送带正在匀速运动。
先将纸带固定在物块的一端,再将物块轻轻放在传送带上。打出的纸带如图所示,A、B、C……为记数点,相邻两记数点之间的时间间隔为0.10s,用刻度尺量出相邻两记数点间的距离(在纸带中标出,单位为cm)。
(1)根据纸带记录的数据可计算出:物块在AG段的加速度为____m/s2,在AJ段的平均速度为____m/s。
(2)根据记录数据可计算出物块在各记数点的瞬时速度。已计算出物块在E、F、G点的瞬时速度。请计算其它记数点的瞬时速度,并将结果填入下列表格中。
(3)以时间t为横轴、速度v为纵轴在坐标纸上建立直角坐标系。根据上表中的v、t数据,在图所示的坐标系中描点,并作出物块运动的v- t图象。
(4)该实验中所用的传送带是浅色的长传送带,在物块的底部装有黑色墨水笔。将物块轻轻放在传送带上,经过一段时间t,在传送带上留下了一段长为L的黑色痕迹后,物块相对于传送带不再滑动。根据上面的数据求t和L。
正确答案
(1)2.0,0.80
(2)
(3)
(4)解:由上面的计算可知,物块在传送带上做初速度为0的匀加速直线运动,
加速度a = 2.0m/s2,当速度达到v =1.2m/s时物块与传送带共速。
根据v = at
求出 t = 0.60s
在时间t内,传送带移动的距离x1= vt,物块移动的距离,
黑色痕迹的长度L= x1- x2 = 0.36m
某同学用如图所示装置测量重力加速度g,所用交流电频率为50Hz。在所选纸带上取某点为0号计数点,然后每3个点取一个计数点,所以测量数据及其标记符号如图所示。
该同学用两种方法处理数据(T为相邻两计数点的时间间隔):
方法A:由,
,…,
取平均值g=8.667m/s2;
方法B:由,
,
取平均值g=8.673m/s2。
从数据处理方法看,在s1、s2、s3、s4、s5、s6中,对实验结果起作用的,方法A中有____________;方法B中有____________。因此,选择方法____________(A或B)更合理,这样可以减少实验的____________(系统或偶然)误差。本实验误差的主要来源(试举出两条)___________________________________________________________________________________。
正确答案
S1、S6;S1、S2、S3、S4、S5、S6;B;偶然;阻力、交流电频率不稳定,长度测量不准等
(1)电磁打点计时器的电源应是____________电源,通常的工作电压为____________伏。实验室使用我国民用电时,每隔____________秒打一次点,如果每打5个点取一个计数点,则相邻两个计数点间的时间间隔为____________秒。如下图所示,为某同学在《研究匀变速直线运动》的实验中,用打点计时器打出的一条纸带,纸带上标出的A、B、C、D、E都是选中的记数点,每两个记数点间都有四个自然点没有画出,利用纸带旁边的刻度尺读出数据可以计算出:
(2)打B、D两点时纸带(或小车)的运动速度大小为VB=____________m/s,VD=____________m/s;
(3)小车运动过程中的加速度大小为a=____________m/s2。
正确答案
(1)交流,4-6(或低于6),0.02,0.1
(2)0.125,0.225
(3)0.5
某同学仿照“探究小车速度随时间变化的规律”这一实验,利用如图所示的装置测量重物做自由落体运动的加速度。
(1)对该实验装置及其操作的要求,下列说法正确的是:_____________(填写字母序号)。
A.电磁打点计时器应接6V交流电源
B.打点计时器的两个限位孔应在同一条竖直线上
C.重物最好选用密度较小的材料,如泡沫塑料
D.开始时应使重物靠近打点计时器处并保持静止
E.操作时,应先放开纸带后接通电源
F.为了减小误差,应重复多次实验,在打出的纸带中挑选一条最清晰的
G.为了便于测量,一定要找到打点计时器打下的第一个点,并选取其以后各连续的点作为计数点
(2)下图是某同学在实验中得到的一条较为理想的纸带。把开头几个模糊不清的点去掉,以较清晰的某一个点作为计数点1,随后连续的几个点依次标记为点2、3、4。测量出各点间的距离已标在纸带上,己知打点计时器的打点周期为0.02s。打点计时器打出点2时重物的瞬时速度为_____________m/s,物体做自由落体运动的加速度的值约为_____________m/s2。(本题计算结果保留3位有效数字)
正确答案
(1)ABDF
(2)0.385,9.50
某同学在“用打点计时器测速度”的实验中,用打点计时器记录了被匀加速运动的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,每两个相邻的测量点之间的时间间隔为0.10s。
(1)试根据纸带上各个计数点间的距离,每隔0.10s测一次速度,计算出打下B、C、D、E、F五个点时小车的瞬时速度,并将各个速度值填入下表。(要求保留3位有效数字)
(2)将B、C、D、E、F各个时刻的瞬时速度标在直角坐标系中,并画出小车的瞬时速度随时间变化的关系图线。
(3)小车运动的加速度为_______________。
正确答案
(1)
(2)
(3)0.72-0.82m/s2
某同学用图甲所示的实验装置研究小车在斜面上的运动,实验中使用的打点计时器的打点周期为T。他的实验步骤如下:
①按图甲安装好实验器材;
②接通电源,让拖着纸带的小车沿平板斜面向下运动,重复几次;
③选出一条点迹比较清晰的纸带,舍去开始密集的点迹,从便于测量的点开始,每两个打点间隔取一个计数点,如图乙中0、1、2……6点所示;
④测量相邻两个计数点之间的距离,分别记作s1、s2、s3……s6;
⑤通过测量和计算,判断出小车沿平板斜面做匀变速直线运动。
(1)利用该同学测量的数据可以得到小车的加速度a= _______________。
(2)若该同学在实验中用量角器还测出了平板斜面的倾角θ,且已知当地的重力加速度值g,则在以下物理量中,还能计算出_______________(填字母序号)。
A.小车的质量
B.小车与平板斜面之间的动摩擦因数
C.小车到达斜面底端时的速度
D.小车滑下过程中损失的机械能
正确答案
(1)
(2)B
(1)使用电磁打点计时器来分析物体运动情况的实验中有如下基本步骤, 这些步骤正确的是排列顺序为______________。
A.把电磁打点计时器固定在桌子上
B.安装好纸带
C.松开纸带让物体带着纸带运动
D.接通低压交流电源
E.取下纸带
F.断开开关
(2)根据打点计时器所打的纸带,我们可以不利用公式就能直接得到的物理量是____________。
A.时间间隔
B.位移
C.加速度
D.平均速度
(3)用打点计时器研究物体的自由落体运动,得到如图所示的一段纸带,测得AB=7.65cm,BC=9.17cm。已知交变电流频率是50Hz,则打B点时物体的瞬时速度为_____________m/s;物体下落的加速度g= ____________m/s2;如果实验测出的重力加速度值比公认值偏小,可能原因是__________________________________________。
正确答案
(1)ABDCFE
(2)AB
(3)2.10,9.50,物体下落过程中存在阻力
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