第一章　第4节　实验 用打点计时器测速度（课时作业）-2021-2022学年高中物理必修1【导与练】高中同步全程学习（人教版）

4　实验:用打点计时器测速度 1. 如图所示,气垫导轨上滑块经过光电门时,其上的遮光条将光遮住,电子计时器可自动记录遮光时间Δt,测得遮光条的宽度为Δx,用近似代表滑块通过光电门时的瞬时速度,为使更接近瞬时速度,正确的措施是(　A　) A.换用宽度更窄的遮光条 B.提高测量遮光条宽度的精确度 C.使滑块的释放点更靠近光电门 D.增大气垫导轨与水平面的夹角 解析:换用宽度更窄的遮光条,Δx减小,Δt减小,更接近瞬时速度,选项A正确;提高测量遮光条宽度的精确度,使滑块的释放点更靠近光电门和增大气垫导轨与水平面的夹角只能影响的准确度,并不能使得更接近瞬时速度,故B,C,D错误. 2.(2020·江苏月考)用打点计时器研究物体运动时,接通电源和让纸带随物体开始运动,这两个操作的时间关系应当是(　A　 ) A.先接通电源,后释放纸带 B.先释放纸带,后接通电源 C.释放纸带的同时接通电源 D.先释放纸带或先接通电源都可以 解析:开始记录时,应先给打点计时器通电打点,然后释放纸带让纸带(随物体)开始运动,如果先放开纸带开始运动,再接通打点计时器的电源,由于重物运动较快,不利于数据的采集和处理,会对实验产生较大的误差;先打点再释放纸带,可以使打点稳定,提高纸带利用率,可以使纸带上打更多的点,故A正确,B,C,D错误. 3.打点计时器所用的电源是50 Hz的交流电,其相邻点间的时间间隔是T,若纸带上共打出N个点,这条纸带上记录的时间为t,则下列各式正确的是(　C　) A.T=0.1 s,t=NT B.T=0.05 s,t=(N-1)T C.T=0.02 s,t=(N-1)T D.T=0.02 s,t=NT 解析:两个相邻的点的时间间隔为T= s=0.02 s;若纸带上共打出N个点,这条纸带上记录的时间为t,则t=(N-1)T,故选C. 4.在练习使用打点计时器的实验中,得到了一条如图所示的纸带,其中0,1,2,3,…是选用的计数点,每相邻两个计数点之间还有3个打出的点没有在纸带上标出.图中画出了将米尺靠在纸带上测量的情况,读出图中所测量点的读数分别是　　　　　、　　　　　、　　　　　和　　　　　;打计数点2时纸带的速度是　　　　 m/s.  解析:0,1,3,4点的读数分别是10.00 cm,12.60 cm,22.60 cm, 29.90 cm.打计数点2时纸带的速度v2=== 62.5 cm/s=0.625 m/s. 答案:10.00 cm　12.60 cm　22.60 cm　29.90 cm　0.625 5.在上海的高架道路上,一般限速80 km/h.为了监控车辆是否超速,设置了一些“电子警察”系统,其工作原理如图所示.路面下相隔L埋设两个传感器线圈A和B,当有车辆经过线圈正上方时,传感器能向数据采集器发出一个电信号;若有一辆汽车(在本题中可看做质点)匀速经过该路段,两传感器先后向数据采集器发送信号,时间间隔为Δt;经微型计算机处理后得出该车的速度,若超速,则计算机将控制架设在路面上方的照相机C对汽车拍照,留下违法证据. 根据以上信息,回答下列问题: (1)微型计算机计算汽车速度的表达式v=　　　　　.  (2)若L=7 m,Δt=0.3 s,则照相机将　　　　(选填“会”或“不会”)工作.  解析:(1)微型计算机计算汽车速度时是用短时间内的平均速度代替瞬时速度,所以汽车速度的表达式v=. (2)根据v=得v=== m/s=84 km/h>80 km/h 故超速,照相机将会工作. 答案:(1)　(2)会 6.某同学在“用打点计时器测速度”的实验中,电源频率为50 Hz,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.相邻计数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0.1 s.(计算结果均保留三位有效 数字) (1)试根据纸带上各个计数点间的距离,每隔0.1 s测一次速度,计算出打下B,C,D三个点时小车的瞬时速度,并将各个速度值填入下表. vB vC vD vE vF 速度/m·s-1 0.640 0.721 (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. 解析:(1)由于一段时间内的平均速度可以粗略表示其间某时刻的瞬时速度,则B,C,D各点速度可表示为vB==0.400 m/s vC==0.479 m/s vD=≈0.560 m/s. (2)将各组时间与速度的对应数据在v-t坐标系中描点,并过这些点作图线,其v-t图象如图所示. 答案:(1)0.400　0.479　0.560 (2)图见解析 $