- 实验：用打点计时器测速度
- 共816题
在“探究小车速度随时间变化规律”的实验时，某同学得到一条用打点计时器打下的纸带如图所示，并在其上取A、B、C、D、E、F、G等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，打点计时器接周期为T=0.02s的低压交流电源．他经过测量和计算得到打点计时器打下B、C、D、E、F各点时小车的瞬时速度，记录在下面的表格中．
①计算打点计时器打下F点时小车的瞬时速度的公式为vF=______；
②根据上面得到的数据，以A点对应的时刻为t=0时刻，在坐标纸上作出小车的速度随时间变化的v-t图线；
③由v-t图线求得小车的加速度a=______m/s2（结果保留两位有效数字）．
正确答案
（1）由于每相邻两个计数点间还有4个点图中没有画出，所以相邻的计数点间的时间间隔为t=0.1s=5T，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：vF=
（2）描点作出速度-时间图象
作图时要注意尽量使描出的点落地直线上，不能落地直线上的尽量使其分不在直线两侧．
（3）速度-时间图象的斜率代表加速度，
a=
故答案为：
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频率为f．他的实验步骤如下：
①按图甲安装好实验器材；
②接通电源后，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地纸带，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距离，分别记作x1、x2、x3…x6；
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．利用该同学测量的数据可以得到小车的加速度a=______．
若该同学在实验中用量角器还测出了平板斜面的倾角α，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______
A．小车的质量
B．小车到达斜面底端时的速度
C．小车在斜面上运动的时间
D．小车与平板斜面之间的动摩擦因数
正确答案
1、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：s4-s1=3a1T2
s5-s2=3a2T2
s6-s3=3a3T2
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=
2、A、无法测出小车的质量，故A错误．
B、不知道斜面的长度，所以无法测出小车到达斜面底端时的速度和运动的时间，故B、C错误．
D、小车在斜面上受重力和支持力、摩擦力．
根据牛顿第二定律得：mgsinθ-μmgcosθ=ma，即可求出小车与平板斜面之间的动摩擦因数．故D正确．
故选D．
故答案为：
某同学用下图所示的实验装置研究小车在斜面上的运动。实验步骤如下：
a．安装好实验器材；
b．接通电源后，让拖着纸带的小车沿平板斜面向下运动，重复几次。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，如图中0、1、2、…、6点所示；
c．测量1、2、3、…、6计数点到0计数点的距离，分别记为x1、x2、x3、…、x6；
d．通过测量和计算，该同学判断出小车沿平板做匀加速直线运动；
e．分别计算出x1、x2、x3、…、x6与对应时间的比值v1、v2、v3、…、v6；
f．以v为纵坐标、t为横坐标，标出v与对应时间t的坐标点，画出v-t图线。
结合上述实验步骤，请你完成下列问题：
（1）实验中，除打点计时器（含纸带、复写纸）、小车、平板、铁架台、导线及开关外，在下面的仪器和器材中，必须使用的有______和_____。（填选项代号）
A．电压合适的50 Hz交流电源
B．电压可调的直流电源
C．刻度尺
D．秒表
E．天平
F．重锤
（2）将分度值为1mm的刻度尺的0刻线与0计数点对齐，0、1、2、5计数点所在位置如图所示，则x2=____cm，x5=____cm。
（3）该同学在下图中已标出与1、3、4、6计数点对应的坐标，请你在该图中标出与2、5两个计数点对应的坐标点，并画出v-t图线。
（4）根据v-t图线判断，在打0计数点时，小车的速度v0= _______m/s，它在斜面上运动的加速度a=_____m/s2。
正确答案
（1）A，C
（2）2.95，13.20
（3）
（4）0.18(0.16～0.20均可)，4.55(4.50～5.10均可)
某同学用打点计时器测量做匀加速直线运动的物体的加速度，电源频率f=50Hz，在纸带上打出的点中，选出零点，每隔4个点取1个计数点，因保存不当，纸带被污染，如图所示，A、B、C、D是依次排列的4个计数点，仅能读出其中3个计数点到零点的距离：SA=16.6mm、SB=126.5 mm、SD=624.5 mm。若无法再做实验，可由以上信息推知：
（1）相邻两计数点的时间间隔为____________s；
（2）打C点时物体的速度大小为____________m/s（取2位有效数字）；
（3）物体的加速度大小为____________（用SA、SB、SD和f表示）。
正确答案
（1）0.1
（2）2.5
（3）
在研究匀变速直线运动的实验中，如图是一条记录小车运动情况的纸带。图中A、B、C、D、E为相邻点，已知打点的时间间隔T=0.02s。
（1）由纸带上的数据计算vB=_____________m/s，vC=_____________m/s，vD=_____________m/s；
（2）在下图所示坐标中作出小车的v-t图线，并根据图线求出a=_____________m/s2。（此题计算结果均保留三位有效数字）
正确答案
（1）6.90，13.2，19.5
（2）图“略”，7.88
某同学测定匀变速直线运动的加速度时，得到了在不同拉力下的A、B、C、D……等几条较为理想的纸带，并在纸带上每5个点取一个计数点，即相邻两计数点间的时间间隔为0.1s，将每条纸带上的计数点都记为0、1、2、3、4、5……，如图所示甲、乙、丙三段纸带，分别是从三条不同纸带上撕下的。
（1）在甲、乙、丙三段纸带中，属于纸带A的是_____________；
（2）打A纸带时，物体的加速度大小是_____________m/s2；（结果取三位有效数字）
（3）打点计时器打1号计数点时小车的速度为_____________m/s。（结果取三位有效数字）
正确答案
（1）乙
（2）3.11或3.10
（3）0.456
在做《研究匀变速直线运动》的实验时，某同学得到一条纸带，如图所示，并且每隔四个计时点取一个计数点，已知每两个计数点间的距离为S，且S4=6.72cm，S5=8.64cm，电磁打点计时器的电源频率为50Hz．计算此纸带打第4号计数点时纸带的速度大小
V=______m/s，此纸带的加速度大小a=______m/s2．
正确答案
在匀变速直线匀速中时间中点的瞬时速度大小等于该过程中的平均速度大小，故有：
v4=
根据△x=aT2，有：
a=
故答案为：0.768，1.92．
纸带的下端固定在重物上，上端用手提着，纸带穿过打点计时器，接通电源后将纸带释放，重物便拉着纸带下落，纸带被打出一系列点，其中有一段如图所示．
（1）图中的纸带哪端与重物相连______（填“左端”或“右端”）．
（2）两点间时间间隔0.1s，则B点对应的速度为______，物体运动的加速度为______．
正确答案
（1）因为打点计时器每隔0.02s打一个点，时间间隔是定值；重物拖动纸带下落的运动过程中，速度越来越快，所以相等时间内运动的位移越来越大．所以图中纸带左端先开始运动．
（2）B点对应的速度vB=
故答案为：（1）左端 （2）0.55m/s；10m/s2．
某同学在做“用打点计时器测速度”的实验中，让重锤自由下落，打出的一条纸带如图所示，图中直尺的单位为cm。点O为纸带上记录到的某一点，点A、B、C、D...依次表示点O以后连续的各点，已知打点计时器每隔T=0.02s打一个点。
（1）由纸带判断，点O为纸带上打下的第一点吗？为什么？
（2）打点计时器打下点G时重锤的速度可用表达式vG=____进行计算，用上式计算出打下点G时重锤的速度vG=____m/s。
（3）若对纸带进一步研究可发现，重锤做匀加速直线运动，试求出重锤的加速度a=___m/s2。
正确答案
（1）重锤带动纸带自由下落，第一、二两点间的间距应该为
（2）
（3）9.56
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共七个计数点，其相邻点间的距离如图所示，每两个相邻的计数点之间的时间间隔为0.10 s。
（1）试根据纸带上各个计数点间的距离，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式（要求保留三位有效数字）vB=________m/s，vC=________m/s，vD=________m/s，vE=________m/s，vF=________m/s。
（2）将B、C、D、E、F各个时刻的瞬时速度标在如图所示的坐标纸上，并画出小车的瞬时速度随时间变化的关系图象。
（3）根据第（2）问中画出的v-t图象，求出小车运动的加速度为________m/s2。（保留三位有效数字）
正确答案
（1）0.400，0.479，0.560，0.640，0.721
（2）
（3）0.780~0.820
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