- 实验：用打点计时器测速度
- 共816题
测某小车运动的加速度时，打出了如下图所示的纸带，已知图中相邻两点间的时间间隔都是0.06s，AB=1.50cm，CD=2.94cm，则打A点时小车的即时速度为________m/s，小车运动的加速度为________m/s2。（保留三位有效数字）
正确答案
0.19，2.00
伽利略在《两种新科学的对话》一书中，讨论了自由落体运动和物体沿斜面运动的问题，提出了这样的猜想：物体沿斜面下滑是一种匀变速直线运动，同时他还运用实验验证了其猜想。物理兴趣小组依据伽利略描述的实验方案，设计了如图所示的装置，探究物体沿斜面下滑是否做匀变速直线运动。
（1）实验时，让滑块从某一高度由静止沿斜面下滑，并同时打开装置中的阀门，使水箱中的水流到量筒中；当滑块碰到挡板的同时关闭阀门（整个过程中水流可视为均匀稳定的）。改变滑块起始位置的高度，重复以上操作。该实验探究方案是利用量筒中收集的水量来测量____________的。
（2）上表是该小组测得的有关数据，其中S为滑块从斜面的不同高度由静止释放后沿斜面下滑的距离，V为相应过程量筒收集的水量。分析表中数据，根据____________，可以得出滑块沿斜面下滑是做匀变速直线运动的结论。
（3）本实验误差的主要来源有：水从水箱中流出不够稳定，还可能来源于____________等。（只要求写出一种）
正确答案
（1）时间
（2）s/v2在误差范围内是一个常数
（3）距离测量不准确，滑块开始下滑和开始流水不同步
在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，如图给出了从0点开始，每5个点取一个计数点的纸带，其中0、1、2、3、4、5、6都为计数点，测得：s1=2.81cm，s2=3.88cm，s3=4.76cm，s4=5.75cm，s5=6.75cm，s6=7.72cm。那么：
（1）计算打点计时器在打出点1、2、3、4、5时小车的速度，并填入表格中
（2）在平面直角坐标系中作出v-t图象。
（3）实验结论：小车做_____________________运动。
正确答案
（1）
（2）
（3）匀加速直线
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。
正确答案
（1）
（2）
某同学在做“探究小车速度随时间变化的规律”的实验请你帮助解决下列问题．
（1）在做用打点计时器测速度的实验中，要用到打点计时器，打点计时器是一种______仪器，在图1所示打点计时器的结构图中，编号②的名称是______； 编号④的名称是______，编号⑤的名称是______．现在实验室多用电火花计时器，其电源电压是______流______V，我国常用的电源频率为501Hz，它每隔______s打一个点．
（2）在实验的过程中，有如下基本步骤，它们正确的排列顺序为______（只填字母）．
A．把打点计时器固定在桌子上 B．安好纸带
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
（3）该同学得到如图2所示的纸带，并在这条纸带上取好了计数点（每两个计数点间还有4个点未画出）．计数点的编号依次为：A、B、C、D、E，各点与A点间的距离如图所示．根据该同学打出的纸带我们可以判断小车与纸带的______（填“左”或“右”）端相连，计算可知D点对应小车的速度是______m/s，AE间的平均速度是______m/s，小车运动的加速度大小是______m/s2．（结果保留3位有效数字）
（4）实验结束后，该同学发现这样计算出的加速度值比真实值偏大，形成误差的原因可能是______
A．实验时电源的电压高于220V
B．实验时打点计时器用的是直流电源
C．实验时打点计时器的工作频率小于50HZ
D．实验时打点计时器的工作电流小于额定电流．
正确答案
（1）在做用打点计时器测速度的实验中，要用到打点计时器，打点计时器是一种计时仪器，在图1所示打点计时器的结构图中，编号②的名称是线圈； 编号④的名称是永久磁铁，编号⑤的名称是振针．现在实验室多用电火花计时器，其电源电压是交流220V，我国常用的电源频率为501Hz，它每隔0.02s打一个点．
（2）在实验的过程中，有如下基本步骤，它们正确的排列顺序为
A．把打点计时器固定在桌子上
B．安好纸带
D．接通低压交流电源
C．松开纸带让物体带着纸带运动
F．断开开关
E．取下纸带
（3）从纸带上的数据我们可以发现：从计数点A到E相邻的计数点距离越来越小，所以计数点A到E的速度在减小．
而小车做的是加速运动，所以小车与纸带的右端相连．
利用匀变速直线运动的推论得：
vD=
根据运动学公式得：△x=at2，
a=
（4）A．实验时电源的电压高于220V，不影响打点周期．
B．实验时打点计时器用的是直流电源，无法实验．
C．实验时打点计时器的工作频率小于50HZ，那么实际打点周期变大，根据运动学公式△x=at2得：真实的加速度值就会偏小．所以测量的加速度值与真实的加速度值相比是偏大．
D．实验时打点计时器的工作电流小于额定电流．不影响打点周期．
故选C．
答：（1）计时，线圈，永久磁铁，振针，交，220，0.02
（2）ABDCFE
（3）右，2.16，2.33，4.02
（4）C
在做“研究匀变速直线运动”的实验时，某同学得到一条用打点计器打下的纸带如图所示，并在其上取A、B、C、D、E、F、G7个计数点，每相邻两个计数间还有个4个点（图中没有画出），打点计器接周期为T=0.02s的交流电源，他经过测量并计算得到打点计时器在打B、C、D、E、F各点时物体的瞬时速度如下表：
①该同学计VF的公式为VF=______
②实验中处理数据时，该同学以A点对应的时刻为t=0，作出v-t图象，利用图象斜率可求加速度，如果利用纸带数据也可以直接比较准确地求出加速度，其表达式为a=______．
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E点到G点时间为10T，有：
VF=
②根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT2可得
a=
故答案为：①
做变速运动的小车，牵引一条纸带通过打点计时器，交流电源的频率是50 Hz，由纸带上打出的某一点开始，每5个点剪下一段纸带，按图所示，每一段纸带的一端与x轴相重合，左边与y轴平行，将纸带贴在坐标系中。请画出v-t图象。
正确答案
解：各段时间内的平均速度可粗略认为等于其中间时刻的瞬时速度，由
某同学利用打点计时器探究小车速度随时间变化的关系，所用交流电的频率为50 Hz，如图为某次实验中得到的一条纸带的一部分，0、1、2、3、4、 5、6、7为计数点，相邻两计数点间还有3个打点未画出。从纸带上测出s1＝3.20 cm，s2＝4.74 cm，s3＝6.40 cm，s4＝8.02 cm，s5＝9.64 cm，s6＝11.28 cm，s7＝12.84 cm。
(1)请通过计算，在下表空格内填入合适的数据(计算结果保留三位有效数字)；
(2)根据表中数据，在所给的坐标系中作出v－t图象(以0计数点作为计时起点)；如图所示，由图象可得，小车运动的加速度大小为________ m/s2。
正确答案
(1)1.31
(2)图“略”，2.4～2.6
如图所示，将打点计时器固定在铁架台上，使重物带动纸带从静止开始自由下落，利用此装置可以测定重力加速度。
（1）所需器材有打点计时器（带导线）、纸带、复写纸、带铁夹的铁架台和带夹子的重物，此外还需____________（填字母代号）中的器材。
A.直流电源、天平及砝码
B.直流电源、毫米刻度尺
C.交流电源、天平及砝码
D.交流电源、毫米刻度尺
（2）通过作图象的方法可以剔除偶然误差较大的数据，提高实验的准确程度。为使图线的斜率等于重力加速度，除作v-t图象外，还可作____________图象，其纵轴表示的是____________，横轴表示的是____________。
正确答案
（1）D
（2）
一位同学在实验室用打点计时器研究物体作自由落体运动的实验，有下列器材可供选择：铁架台、电火花打点计时器及碳粉、纸带若干、220V交流电源、天平、秒表。
（1）其中不必要的两种器材是：_____________，缺少的一种器材是：_____________。
（2）得到一段纸带，间隔一个点选取计数点A、B、C，如图所示；测得AB=7.65cm，BC=9.21cm，已知交流电频率是50Hz，则打B点时物体的瞬时速度为_____________m/s。实验测出的重力加速度是_____________m/s2。（小数点后保留两位数字）
正确答案
（1）天平、秒表，刻度尺
（2）2.11，9.75
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