- 实验:用打点计时器测速度
- 共816题
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=50 Hz。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=16.6 mm、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.l
(2)2.5
(3)
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:
[ ]
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)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
如图所示,某同学在做“研究匀变速直线运动”试验中,由打点计时器得到表示小车运动过程的一条清晰纸带,纸带上相邻计数点的时间间隔为T=0.10s,其中S1=7.05cm,S2=7.68cm,S3=8.33cm,S4=8.95cm,S5=9.61cm,S6=10.26cm,则A点处瞬时速度的大小是____________m/s,小车运动的加速度计算表达式为____________,加速度的大小是____________m/s2(计算结果保留两位有效数字)。
正确答案
0.86,a=(S4+S5+S6-S1-S2-S3)/9T2,0.64
实验装置如图甲所示:一木块放在水平长木板上,左侧栓有一细软线,跨过固定在木板边缘的滑轮与一重物相连。木块右侧与打点计时器的纸带相连。在重物牵引下,木块在木板上向左运动,重物落地后,木块继续向左做匀减速运动,图乙给出了重物落地后,打点计时器在纸带上打出的一些点,试根据给出的数据,求木块与木板间的动摩擦因数μ。要求写出主要的运算过程。(打点计时器所用交流电频率为50Hz,不计纸带与木块间的拉力。重力加速度取g=10m/s2。)
正确答案
解:由给出的数据可知,重物落地后,木块在连续相等的时间T内的位移分别是:
s1=7.72cm,s2=7.21cm,s3=6.71cm,s4=6.25cm,s5=5.76cm,s6=5.29cm,s7=4.81cm,s8=4.31cm
以a表示加速度,根据匀变速直线运动的规律,有
又知T=0.04s
解得a=-3.0m/s2 重物落地后木块只受摩擦力的作用,用m表示木块的质量,
根据牛顿第二定律有: -μmg=ma
解得μ=0.30。
某同学在探究“小车速度随时间变化规律”的实验时,设计的实验方案中选用了打点计时器,利用穿过打点计时器的纸带来记录小车的运动实验后,该同学选择了一条较为理想的纸带,测量数据后,通过计算得到了小车运动过程中各计时时刻的速度如表格所示:
(1)分析表中数据,在误差允许的范围内,小车做____ 运动;
(2)由于此次实验的原始纸带没有保存,另一同学想估算小车从位置0到位置5的位移,其估算方法如下:x=(0.42×0.1+0.67×0.1+0.92×0.1+1.16×0.1+1.42×0.1)m,那么,该同学得到的位移____(填“大于”“等于”或“小 于”)实际位移。为了使估算的位移尽可能接近真实值,你认为采取什么方法更合适?(不必算出具体数据)____。
正确答案
(1)匀加速直线
(2)小于;可以先计算相邻两位置之间的平均速度,再得到位移;或作出小车运动的v-t图像,利用速度图像上的面积求得小车的位移(其他方法只要原理正确都可以)
在研究匀变速直线运动的实验中,算出小车经各计数点的瞬时速度如下:
(1)为了计算加速度,合理的方法是____________。
A.根据任意两计数点的速度,用公式a=△v/△t算加速度
B.根据实验数据画出v一t图,量出其倾角,由公式α=tanα求加速度
C.根据实验数据画出v一t图,由图上相距较远的两点,由a=△v/△t求a
D.依次算出通过连续两计数点间的加速度,算出其平均值作为小车的加速度
(2)由上表中给出的数据,用作图法求其加速度。
正确答案
(1)C
(2)2.7 m/s2
(1)在用“图象法”处理实验数据时,为了减少误差
[ ]
A.应使纵、横坐标每单位长度表示的数值大一些
B.应使纵、横坐标每单位长度表示的数值小一些
C.为使图线通过每个实验数据点,应使图线画成折线
D.应使图线画成直线或光滑曲线,让实验数据点大致均匀分布在图线附近,对于个别离线较远的点可以舍去
(2)某同学要进行探究匀变速直线运动实验,请在下面列出的实验器材中,选出本实验中不需要的器材填在横线上(填编号):_____________________________________。
①打点计时器 ②天平 ③低压交流电源 ④低压直流电源 ⑤细绳和纸带 ⑥钩码和小车 ⑦秒表 ⑧一端有滑轮的长木板 ⑨刻度尺
(3)某同学利用打点计时器所记录的纸带来研究做匀变速直线运动小车的运动情况,实验中获得一条纸带,如图所示,其中两相邻计数点间有四个点未画出。已知所用电源的频率为50HZ,则打A点时小车运动的速度vA=_______m/s,小车运动的加速度a=_______m/s2。(结果要求保留三位有效数字)
正确答案
(1)BD
(2)②④⑦
(3)0.337;0.393
利用图中所示的装置,做“测定重力加速度”的实验中,得到了几条较为理想的纸带,已知每条纸带上每5个点取一个计数点,即两计数点之间的时间间隔为0.1s,依打点先后编为0,1,2,3,4,…,由于不小心,纸带都被撕断了,如图所示,根据给出的A、B、C、D四段纸带回答:
(1)在B、C、D三段纸带中选出从纸带A上撕下的那段应该是
[ ]
A.
B.
C.
D.
(2)纸带A上,打点l时重物的速度_________________m/s(结果保留三位有效数字)。
(3)当地的重力加速度大小是________________m/s2(结果保留三位有效数字)。
正确答案
(1)C
(2)3.47
(3)9.00
某实验小组采用图示的装置探究“恒力拉动下小车的运动情况”,图中小车中可放置砝码,实验中,小车碰到制动装置时,钩码尚未到达地面,打点针时器工作频率为50Hz。
(1)实验的部分步骤如下,请将步骤②补充完整:
①在小车中放入砝码,把纸带穿过打点计时器,连在小车后端,用细线连接小车和钩码;
②将小车停在打点计时器附近,___________,___________,小车拖动纸带,打点计时器在纸带上打下一系列点,断开开关,取下纸带。
③改变钩码或小车中砝码的数量,更换纸带,重复②的操作。
(2)下图是钩码质量为0.03 kg,砝码质量为0.02 kg时得到的一条纸带,在纸带上选择起始点0及A、B、C、D和E五个计数点,通过数据处理可获得各计数点对应时刻小车的瞬时速度v,
表是纸带的测量结果(填补表格空白位置)
(3)由纸带和测量数据不难看出,纸带的 ____________(“左”或“右”)端是系小车的。
正确答案
(1)接通电源;释放小车
(2)0.49
(3)左
张强同学在做“研究匀变速直线运动”实验时打出纸带如图所示,舍去前面较密集的点,取O为起始位置,每隔五个间隔为一个计数点,则在A、B、C三个计数点处的瞬时速度分别为vA=____________,vB=____________,vC=____________(图中刻度尺的最小刻度为mm),整个运动中的平均速度是____________。
正确答案
0.18m/s,0.30m/s,0.42m/s,0.30 m/s
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