- 实验：用打点计时器测速度
- 共816题
在研究匀变速直线运动的实验中，如图1所示为某次记录小车运动情况的纸带，图中A、B、C、D、E为相邻的计数点，相邻的两计数点间还有4个计时点未画出（答案保留小数点后一位）．
（1）根据纸带上所给出的数据，计算各点的瞬时速度，得vB=______m/s，vC=______m/s，vD=______m/s．
（2）在如图2所示的坐标系中，以打A点时为计时起点，作出小车的v-t图线，并根据图线求出a=______m/s2，纸带上A点的速度vA=______m/s．
正确答案
（1）相邻的两计数点间还有4个计时点未画出，故T=0.1s
根据匀变速直线运动规律：中间时刻瞬时速度等于该短时间内的平均速度可得
vB=
vC=
vD=
（2）描点作图如图所示：
在速度时间图象上，斜率等于加速度得：
a=K=
纵轴截距即为A点速度，故vA=0.6m/s
故答案为（1）0.8m/s、1.0m/s、1.2m/s．
（2）
2.0m/s2、0.6m/s．
在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中得到的一条纸带，从O点开始每5个点取一个测量点，分别为A、B、C、D、E、F，各点间距如图：
①根据______计算各点的瞬时速度，可得：vA=______m/s，vB=______m/s，vC=______m/s，vD=______m/s，vE=______m/s．
②在右边所示坐标中作出小车的v-t图象，根据图线求出加速度a=______m/s2
③将图线延长与纵轴相交，交点的速度是______m/s，此速度的物理意义是______
④根据______，可判定小车做______运动．
正确答案
①实验用的交流电频率为50Hz，
每5个点取一个测量点，所以相邻的计数点的时间间隔为0.1s．
根据匀变速直线运动中中间时刻的瞬时速度等于该过程中的平均速度得：
vA=
vB=
vC=
vD=
vE=
速度v与时间t的图象
②由图的斜率知，加速度的大小为 a=
③将图线延长与纵轴相交，交点的速度是0.800m/s，此速度对应零时刻的速度，所以它的物理意义是O点速度．
④从速度v与时间t的图象是一条倾斜的直线，得出小车作匀加速直线运动．
故答案为：（1）匀变速直线运动中中间时刻的瞬时速度等于该过程中的平均速度，0.161，0.239，0.320，0.401，0.479，
（2）0.80
（3）0.800，O点速度
（4）速度v与时间t的图象是一条倾斜的直线，匀加速直线．
（1）打点计时器是中学物理中常用的实验器材，常见的有电磁打点计时器和电火花计时器两种．关于电磁打点计时器和电火花计时器的比较，下列说法中正确的是______
A．电磁打点计时器使用交流电源，电火花计时器使用直流电源
B．它们都是使用10V以下的交流电源
C．当电源频率为50HZ时，它们都是每隔0.02s打一个点
D．电火花计时器工作时，纸带运动受到的阻力较小，所以实验误差也较小
（2）在研究匀变速直线运动的实验中，小车拖着纸带通过计时器记录下的运动情况如图所示，图中O、A、B、C、D、E为连续选定的计数点，相邻计数点间的时间间隔是0.10s，标出的数据单位是厘米，则在打C点时小车的速度是______m/s，小车运动的加速度是______m/s2．
正确答案
（1）电磁打点计时器和电火花打点计时器都是使用交流电源的计时仪器，电磁打点计时器工作电压4V～6V，电火花打点计时器的电压是220V，当电源的频率为50Hz时，它每隔0.02s打一次点，其中电火花计时器工作时，纸带运动受到的阻力较小，误差较小，故AB错误，CD正确．
故选CD
（2）根据匀变速直线运动的推论得：
vC=
设两点之间为位移分别为：s1、s2、s3、s4、s5，
则s1=0.048m，s2=0.080m，s3=0.112m，s4=0.144m，s5=0.176m
根据逐差法得：
a=
故答案为：（1）CD （2）1.28 3.2
用图1所示的实验装置测量物体沿斜面匀加速下滑的加速度．打点计时器打出的纸带如图2所示．已知纸带上各相邻点的时间间隔为T，则可以得出打点计时器在打D点时小车的速度的表达式为______，小车运动的加速度的表达式为______．
正确答案
做匀变速直线运动的物体在某段时间内的平均速度等于该段时间中间时刻的瞬时速度，故打D点速度为：vD=
在相邻的相等时间间隔内的位移差是定值，即△x=aT2，故有：
X3+X4-X1-X2=4aT2
解得：a=
故答案为：
某同学在“用打点计时器测速度”的实验中，用火花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还有4个点未画出．（以下计算结果要求保留两位小数）
（1）如果火花计时器使用的是照明电路中“220V、50HZ”的交流电，则每隔______s打一次点，图中相邻计数点间的时间间隔是______s．
（2）请根据以上数据计算出B和F点的瞬时速度，vB=______m/s、vF=______m/s．
（3）你在第（2）中计算速度的依据是什么？______．
（4）如果打点时交变电流的频率是f=51Hz，而做实验的同学并不知道，那么速度的测量值与实际值相比______（选填：“偏大”、“偏小”或“不变”）．
正确答案
（1）如果火花计时器使用的是照明电路中“220V、50HZ”的交流电，则每隔0.02s打一次点，每两个相邻的测量点之间还有4个点未画出，所以相邻的计数点间的时间间隔
T=0.10s
（2）每两个相邻的测量点之间还有4个点未画出，所以相邻的计数点间的时间间隔T=0.1s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=
vF=
（3）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．
（4）如果打点时交变电流的频率是f=51Hz，那么连续打点的时间间隔为
故答案为：0.02，0.10，0.40，0.72，
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，偏小．
某同学在《研究匀变速直线运动》的实验中，用打点计时器打出了不同的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，即两计数点之间的时间间隔为0.1s，按打点先后依次为0，1，2，3，4，5．由于不小心，几条纸带都被撕断了，如下图所示（图中数据为相郐两计数点间的距离），请根据给出的四段纸带回答：
①在甲、乙、丙三段纸带中，可能是从纸带A撕下的是______；
②打纸带A时，物体的加速度大小是______ m/s2，打点计数点“1”时物体的速度大小是______m/s （保留三位有效数字）．
正确答案
①在匀变速直线运动中，连续相等时间内的位移差为常数即△x=aT2．在A纸带中：s2-s1=6.11-3.00=3.11cm，
s甲-s2=8.43-6.11=2.32cm，不可能是从A上撕掉的，
s乙-s2=12.31-6.11=6.20≈2×3.11，所以乙是可能从A上撕掉的，
s丙-s2=16.32-6.11=10.21≈3.3×3.11，所以丙不可能从A上撕掉的．
故答案为：乙．
②打纸带A时，物体的加速度大小是：
a=
打点计数点“1”时物体的速度大小是：
v=
故答案为：3.11，0.456．
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，在纸带上每隔4个计时点取一个计数点，这样在纸带上确定出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，打点计时器使用的是50Hz的交流电．根据纸带回答下列问题：
（1）计时器打下从A到G这一段小车的平均速度为 m/s．
（2）计时器打下B点时的瞬时速度为 m/s．打下从B到F这一段小车的平均加速度为 m/s2（以上结果 保留三位有效数字）
正确答案
在“研究小车速度随时间变化的规律”实验中，用打点计时器记录纸带运动时间．打点计时器接在50Hz的交流电源上．如图所示为做直线运动的小车带动纸带记录的5个计数点，每相邻两个计数点间都有4个点未画出．用刻度尺测出计数点A、B、C、D、E到O点的距离为x1=8.78cm、x2=16.08cm、x3=21.87cm、x4=26.16cm、x5=28.94cm．由上面的数据分析，小车的运动是______，小车的加速度大小为______m/s2．
正确答案
根据题中数据可知：相邻两个点之间的距离分别为：s1=8.78cm，s2=7.3cm，s3=5.79cm，s4=4.29cm，s5=2.78cm
根据数据可知，相邻的两个计数点间的位移之差近似相等，且越来越小，所以小车做匀减速直线运动．
根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT2，
得：a=
故答案为：匀减速直线运动1.5m/s2
打点计时器所用电源的频率是50Hz，如图，是物体做匀变速直线运动得到的一条纸带，从O点开始每5个计时点取一个记数点，依照打点的先后顺序依次编为1，2，3，4，5，6，测得s1=5.18cm，S2=4.40cm，s3=3.62cm，s4=2.78cm，s5=2.00cm，s6=1.22cm．
（1）相邻两记数点间的时间间隔为______s．
（2）物体的加速度大小a=______m/s2，方向______（填A→B或B→A）．
（3）小车经过计数点3时的速度大小v3=______m/s．
正确答案
（1）打点计时器的打点周期为0.02s，所以相邻两记数点间的时间间隔为：T=5×0.02=0.1s．
故答案为：0.1．
（2）根据逐差法有：
a=
故答案为：0.8，A→B．
（3）小车经过计数点3时的速度大小为：
v3=
故答案为：0.32．
（1）某学生用电流表和电压表测一节常用的干电池的电动势和内阻时，所用滑动变阻器的阻值范围0～20欧，连接电路的实物图如图1，则该学生接线中错误的和不规范的做法是______：
A．滑动变阻器不起变阻作用
B．电流表接线有错
C．电压表量程选用不当
D．电压表接线有错．
（2）某同学做《测定匀变速直线运动的加速度》实验得到如图2所示的纸带，该同学按相等时间间隔取连续的几段位移，从它们的分界点将纸带剪断，将剪得的几段纸带按图2所示顺序贴在坐标中，各段紧靠但不重叠，然后可得到一条表示v-t关系的图线，从而求出加速度．
①在答题卡图中给坐标轴标上合适的名称并注明单位；
②在答题卡图中画出表示v-t关系的图线；
③该同学通过图象求出加速度的方法是______．
正确答案
（1）由图可知，滑动变阻器接入的是下边两接线柱，故不可能起到调节电阻的作用，故A错误；
因一节干电池的电压为1.5V，故电压表只能选取3V的量程，故电压表量程错误；故C错误；同时电压表直接接在了电源两端，开关起不到应有的断开全电路的作用，故电压表接线也错误，故D错误；
由于电路中电流较小，故电流表量程应选量程为0.6A，同时电流表应保证红进黑出，故电流表接线错误；故B错误；
故选ABCD
（2）①本题要求加速度，应作出速度-时间图象，应所选纸带时间间隔相等，故可以等效代替速度；故图象纵坐标名称为速度；横坐标为时间
②本段时间内的平均速度表示中间时刻的瞬时速度，故将各段中点用直线相连，即为v-t图象，如图所示；
③v-t图线中，图象的斜率就是加速度．故可以求出斜率来表示加速度；
故答案为：（1）ABCD；（2）v-t图线的斜率就是加速度
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