方法01 打点计时器的纸带数据处理方法【实验攻略】备战2024年高考物理实验方法大全

方法01 打点计时器纸带数据处理方法 纸带数据的处理方法 1. 数据测量 测量计数点到起始点O的距离（减小测量误差） 2. 数据处理 （1） 匀变速直线运动的判断依据 ①纸带中相邻的两计数点间的距离差相等，即： ②v-t图像为一倾斜的直线 （2） 瞬时速度的计算 中间时刻的瞬时速度等于这段时间的平均速度，如：（其中T为相邻的两计数点的时间） （3） 平均加速度的计算（利用逐差法） ①偶数段： ②奇数段：舍弃纸带的第一段或最后一段，先变成偶数段，在进行计算； （4） v-t 图像问题 ①速度的计算：图像与纵轴的截距表示初速度的大小； ②加速度的计算：图像的斜率表示加速度的大小； 1．（2023·全国·统考高考真题）某同学利用如图（a）所示的实验装置探究物体做直线运动时平均速度与时间的关系。让小车左端和纸带相连。右端用细绳跨过定滑轮和钩码相连。钩码下落，带动小车运动，打点计时器打出纸带。某次实验得到的纸带和相关数据如图（b）所示。      （1）已知打出图（b）中相邻两个计数点的时间间隔均为0.1s．以打出A点时小车位置为初始位置，将打出B、C、D、E、F各点时小车的位移填到表中，小车发生对应位移和平均速度分别为和，表中 cm， 。      位移区间 AB AC AD AE AF 6.60 14.60 34.90 47.30 66.0 73.0 87.3 94.6 （2）根据表中数据得到小车平均速度随时间的变化关系，如图（c）所示。在答题卡上的图中补全实验点 。    （3）从实验结果可知，小车运动的图线可视为一条直线，此直线用方程表示，其中 ， cm/s。（结果均保留3位有效数字） （4）根据（3）中的直线方程可以判定小车做匀加速直线运动，得到打出A点时小车速度大小 ，小车的加速度大小 。（结果用字母k、b表示） 2．（2023·四川攀枝花·统考一模）某实验小组设计了如下实验来测定木块与木板之间的动摩擦因数，步骤如下： （i）将木板的一端放在水平桌面上，一端放置在铁架台上形成固定斜面，木块可在斜面上加速下滑，如图甲所示。 （ii）测得铁架台处木板与铁架台交点到桌面的高度为h，木板底端到铁架台竖直立架的水平距离为x。 （iii）接通50Hz低压交流电源后，让拖着纸带的木块沿木板斜面向下运动，重复几次。 （iv）选出一条点迹较清晰的纸带，舍去开始密集的点迹，从便于测量的点0开始，每隔4个计时点取1个计数点，测得各计数点到0点的距离为，如图乙和下表所示。 n 1 2 3 4 5 6 7 未知 7.51 13.01 19.52 27.01 35.53 45.04 未知 3.76 4.34 4.88 5.40 5.92 6.43 据此回答下列问题： （1）本实验除使用50Hz低压交流电源、铁架台、木板、木块、电磁打点计时器、纸带、导线及开关等器材外，下列器材中还必须使用的有 。（填选项代号） A．天平    B．刻度尺    C．秒表    D．墨粉纸盘    E.单面复写纸 （2）木块下滑的加速度a＝ （保留2位有效数字）。 （3）由此可以计算出木块与木板间的动摩擦因数为 （用a、g、h、x表示）。 （4）请以为纵坐标，n为横坐标，在下图中作出图象 。由图象可知，计时器打下0点时，木块的速度 m/s（保留2位有效数字）。 3．（2023·吉林长春·统考一模）某同学利用图甲所示的装置研究小车匀变速直线运动规律，实验时将电磁打点计时器接在周期T=0.02s的交流电源上，实验中得到一条纸带如图乙所示。 （1）本实验中不必要的措施是 （多选）。 A．细线必须与长木板平行 B．先接通电源再释放小车 C．必须要将木板倾斜一定角度以平衡小车所受的阻力 D．悬挂的钩码质量必须远小于小车质量 （2）图乙纸带上的A、B、C、D、E、F、G为依次选取的计数点（每相邻两个计数点间还有四个点未画出），则打下B点时小车的瞬时速度v= ；充分利用图乙纸带中的数据以减小误差，小车加速度的计算式应为a= 。（用周期T及图乙中的物理量表示） （3）如果当时电网中交变电流的频率是51Hz，而做实验的同学并不知道，那么该同学测得的加速度与真实值相比 （选填“偏大”、“偏小”或“不变”）。 4．（2023·河北唐山·开滦第一中学校考一模）某同学现要用图甲所示的装置探究匀变速直线运动，打点计时器所用的电源为50Hz的交变电流：    他通过正确的实验得到