实验1 练习使用打点计时器

实验1 练习使用打点计时器 1．如图所示，甲、乙为某同学用打点计时器测量时间时打出的两条纸带中的一段．打点计时器每打两个点的时间间隔为0.02秒． （1）在甲图中，从A点到达G点，所用的时间 s，从A点到G点的过程中，纸带是 拉动的（选填“加速”“匀速”或“减速”）． （2）在乙图中，A点到D点的时间 从D点到F点的时间（“大于”、“等于”或“小于”）． 2．某小组同学让甲、乙、丙三辆电动小车拉着打点计时器做直线运动．图中（1）、（2）、（3）三条纸带是用打点计时器依次分别记录甲、乙、丙三辆电动小车的运动情况，并作出了其中甲、乙两辆电动小车相应的路程-时间图像，如图中的（A）、（B）所示． （1）从三条纸带上分析发现：小车 在做匀速直线运动．（选填电动小车的名称）． （2）观察甲或乙两辆电动小车的路程---时间图像，可得到初步的结论是： （3）请在图C．中大致画出丙电动小车的路程--时间图像． ( ) 3．物理实验室中常用打点计时器记录时间，如图甲、乙所示，为用该打点计时器分别测量甲、乙两个物体运动时所打出的两条纸带，则： （1）甲图中，从A点到F点，所用的时间间隔是 秒； （2）甲物体从A—C所用的时间 乙物体从D—F所用的时间（选填“大于”、“等于”或“小于”）；    （3）从乙图中，可判断物体在做 运动，理由： 。 4．如图所示，利用打点计时器，甲、乙两条纸带分别记录了甲、乙两个物体的运动情况。 （1）打点计时器是测量 的工具，打点计时器的振针每秒上下振动 次，相邻两个点的时间间隔为 秒； （2）甲、乙两位同学用打点计时器拉出的纸带分别如图 （甲）、（乙）所示，其中甲纸带中从A点到H点的时间间隔为 秒，拉动时快慢不变的是 纸带， 同学拉纸带较快（选填“甲”或“乙”）。 5．如图（a）所示的打点计时器，它是测量 的工具，通电时，振针每秒上下振动50次，某同学为了观察小车的运动情况，让同一辆小车拉动纸带2次，打点计时器在纸带上打下了清晰可见的点，如图（b）所示，则A到B点的时间间隔是 秒，A到B点间的距离长度 C到D点间的距离长度；A到B点的时间间隔 C到D点的时间间隔（以上两空均选填“大于”“等于”或“小于”）。 6．如图1所示的测量工具的名称是 ，此时示数为 牛．图2所示为用打点计时器打出的一条纸带中的一段，从A点到达F点，所用的时间 秒． 7．如图所示，甲、乙是用打点计时器测量时间时，一位同学打出的两条纸带中的一段（均是向左拉出），已知打点计时器每打两个点的时间间隔为0.02秒。 （1）在甲图中，从A点到达F点为 秒，从A点到达F点的过程中，纸带拉动的快慢情况是 （选填“加速”、“减速”或“匀速”）的，理由是： ； （2）在乙纸带中，从A点到C与从D点到F点所用的时间是 的（选填“相同”或“不相同”）； （3）比较甲、乙两条纸带打点情况， 纸带拉得快。判断的理由是 。 8．如图所示是“测量小车的平均速度”的实验装置。实验时让小车从斜面的A点由静止滑下，分别测出小车到达B点和C点的时间，即可求出不同路段的平均速度。    （1）实验原理是 ； （2）小车从A点到C点的时间 s；小车在AC段的平均速度 m/s； （3）小车全程是做 （选填“匀速”或“变速”）运动； （4）斜面倾角不变时，小车由静止释放，通过的路程越长，其平均速度越 （填“大”或“小”）； （5）实验时应保持斜面的倾角较小，这是为了减小测量 （填“路程”或“时间”）时造成的误差。该实验用到金属挡板，则下列不属于金属挡板作用的是 （单选） A．使斜面保持一定的角度 B．让小车在一定的位置停下来 C．与小车相碰发出声音，便于测出小车行驶相同路程的时间 （6）某兴趣小组查阅资料得知：打点计时器是一种测量短暂时间的工具。如图所示为实验室常用的打点计时器。通电时，振针每秒上下振动50次，每次在小车带动的纸带上打下一个点，每相邻两个点的时间间隔就是0.02s，通过研究纸带上各点就可以分析小车运动情况。图为该小组实验得到的纸带，小车固定在纸带左端，则从A点到E点所用的时间为 s，小车的速度 （选填“越来越快”、“越来越慢”或“不变”）。    9．学用打点计时器打出了甲、乙两条纸带，如图所示，比较甲乙两纸带的打点情况，甲乙两纸带均是 （选填“加速“、“减速”或“匀速”），其中甲纸带比乙纸带拖动得 (选填“快”、“慢”或“一样快”)．甲纸带从A点到B点所用的时间比乙纸带从C点到D点的时间 (选填“多”、“少”或“一样”)． 10．为了研究物体的运动状态与受力情况之间的关系，用钩码（重1 N）、弹簧测力计、打点计时器和纸带等进行实验．实验中，先将钩码挂在已调好的测力计下，且处于静止状态，如图甲所示．接着，在钩码的下端固定纸带，并使纸带穿过打点计时器，然后分三次拉动钩码竖直向上运动，每次拉动过程中，观察到一段时间内测力计示数是不变的，纸带上的点记录了这段时间内钩码的运动情况，三次实验如图乙、丙、丁所示．请仔细观察图中的测力计示数和对应的纸带，归纳得出初步结论． （1）由图甲、乙、丙可得： ． （2）由图甲、丁或乙、丁或丙、丁可得： ． 11．如图（a）所示的实验器材为打点计时器，它是测量 的工具。图（b）是某同学用打点计时器在纸带上打下的点。纸带上从A点到D点经过的时间为 秒。纸带上打出的两点所用的时间与两点之间的距离大小 （选填“有关”或“无关”）。若A点是第一个打的点，则该同学实验时拉纸带的速度 （均选填“越来越快”、“越来越慢”或“不变”）。 12．打点计时器是测量 的物理量，它每隔 秒打一个点，图中打点计时器从左向右打出的点，第1点和第2点之间的时间间隔 第3点和第4点之间的时间间隔（填“大于”，“小于”或“等于”），则可以判断物体运动越来越 （选填“快”、“慢”）。 13．在《验证机械能守恒定律》实验中，小科采用如图甲所示的装置。其做法是：重物从高处由静止开始落下，重物上连着的纸带通过打点计时器时打出一系列的点（每隔0.1秒再取另一个计数点A、B、C等），测出打点计时器在纸条上打出点的间距大小，如图乙所示，计算出重物重力势能和动能，并将重物的重力势能减少量和动能增加量进行比较。小科用质量为0.5kg和1kg的重物做了两组实验，获得表一和表二两组数据。请分析实验过程和表格数据回答下列问题： 表一：质量为0.5kg的重物 位置 A B C D E 动能增加量（焦） 0.09 0.27 0.45 0.63 0.81 重力势能减少量（焦） 0.15 0.45 0.75 1.05 1.35 表二：质量为1kg的重物 位置 A1 B1 C1 D1 E1 动能增加量（焦） 0.36 1.06 1.76 2.46 3.16 重力势能减少量（焦） 0.4 1.2 2.0 2.8 3.6 （1）小科认为重物下落时动能增加，请从图乙中找出证据并说明理由 ； （2）分析表格数据，小科发现动能增加量小于重力势能减少量，其原因是 ； （3）为了使动能的增加量更接近于重力势能减少量，以便得出机械能守恒定律。现有1kg、2kg、3kg三个重物，选择哪个重物进行实验更合理？ 。 14．如图1所示，用手向右拉动小车，其下端的纸带穿过打点计时器，小车两次拉动纸带沿水平方向运动，打出的纸带分别如图2（a）、（b）所示。 （1）已知打点计时器每秒钟振动50次，那么每打两个点的时间间隔为 秒。纸带（a）中的A、B两点的时间间隔为 秒；纸带（b）中的C、D两点的时间间隔为 秒； （2）两次拉动小车， 纸带对应的那一次拉得较快些（选填“a”或“b”）。 15．某同学用如图甲装置“探究小车加速度与力、质量的关系”，根据实验原理，回答下列问题： （1）实验过程中，下列操作正确且必要的是 ； A．先放开小车再接通打点计时器的电源 B．改变小车质量时，重新调节垫片的位置 C．调节滑轮的高度，使牵引小车的细绳与长木板保持平行 （2）在重物质量远小于小车质量和平衡摩擦力的前提下，正确操作实验步骤后，某次实验得到的纸带如图乙所示，已知所用电源的频率为，两计数点间还有四个点没有画出。根据纸带可求出打出点时小车的速度大小为 ；小车的加速度大小为 ；（结果均保留两位有效数字） （3）该同学研究小车质量一定的情况下，根据加速度与砝码和砝码盘总重力的关系，描点连线得到如图丙中①所示图线，根据图像得到的结论是 ； （4）该同学研究小车质量一定的情况下，加速度与砝码重力（忘记测量砝码盘的质量，但其他操作均正确）的关系，得到的图线应该是图丙中的 。（填“②”或“③”）。 参考答案： 1． 0.12 匀速 大于 【分析】（1）先数出AG点间有几个间隔，然后求出从A到G的运动时间；相邻两点间的时间间隔相等，根据相邻两点间的距离判断纸带的运动特点． （2）根据图示情景求出A到D的运动时间、D到F的时间，然后答题． 【详解】打两个相邻点的时间间隔是0.02s； (1)由图甲可知，从A到G的间隔数是6，时间间隔是0.02s×6=0.12s；由图甲可知，从A到G，相邻两点间的距离s相等，时间间隔t相等，由v=st可知，物体的运动速度相等，物体做匀速直线运动； (2)由图乙可知,tAD=0.02s×3=0.06s，tDF=0.02s×2=0.04s，因此A到D的时间大于D到F的时间． 2． 甲、乙、丙 甲乙两小车在相同时间通过的路程不同，所以他们的速度不同 【详解】(1)[1]从三条纸带上可以发现三个小车在相同的时间通过的路程都是一定的：所以小车甲、乙、丙在做匀速直线运动． (2)[2]观察甲或乙两辆电动小车的路程---时间图像，可得到初步的结论是：甲乙两小车在相同时间通过的路程不同，所以他们的速度不同； (3)[3]从三条纸带上可以看出在相同时间里，小车丙通过的路程比甲乙大，所以丙的速度大，故C小车的路程--时间图像如下： 3． 0.1 等于 加速直线运动 相等时间间隔，乙纸带两点间的距离越来越大 【详解】（1）[1]打点计时器每隔0.02s打一个点，由图甲知，从A到F有5个时间间隔，所以所用的时间间隔是 t=5×0.02s=0.1s （2）[2]甲物体从A到C有两个时间间隔，所用时间为0.04s，乙从D到F有两个时间间隔，所用时间为0.04s，所以两段时间相等。 （3）[3][4]由图乙知，计时器打的点是直线，两点间的距离越来越大，而两点间所用时间相同，所以物体在做加速直线运动。 4． 时间 50 0.02 0.14 甲 乙 【详解】（1）[1][2][3]打点计时器是测量时间的工具，可以间接测量速度，打点计时器的振针每秒上下振动50次，相邻两个点的时间间隔为0.02秒。 （2）[3][4][5]甲纸带中从A点到H点共有7个时间间隔，故时间为 t=7×0.02s=0.14s 由图可知，甲纸带每两个点之间的距离间隔都相等，因此甲是匀速拉动纸带的，即拉动时快慢不变的是甲；乙物体将纸带拉出所用的时间是小于甲的，因此乙拉动的速度更快些。 5． 时间 0.1 小于 大于 【详解】[1]打点计时器通电后打下的每两个相邻点所间隔的时间是相等的，是一种测量时间的工具。 [2]因为打点计时器每秒钟打点50次，所以每次打点的时间间隔为0.02s，A到B两点共5个时间间隔，所以A到B点的时间间隔是 [3][4]由图中甲乙两纸带的位置可知A到B点间的距离长度小于C到D点间的距离长度。 C到D共4个时间间隔，所用的时间为 所以 6． 弹簧测力计 3.4 0.1 【分析】根据弹簧测力计和打点计时器可知，本题考查了对弹簧测力计和打点计时器的认识，根据弹簧测力计读数时明确分度值，从大刻度读起，再加上小格的示数，便是测量的值进行求解． 【详解】[1]图中的测量工具是弹簧测力计，弹簧测力计是测量力的工具； [2]观察弹簧测力计可知：测量范围为0～5N，从0～1N之间一共分出了5个小格，所以每个小格就是它的分度值0.2N；测力计的指针在3N以下第两个小格处，示数为： 3N+2×0.2N=3.4N [3]从A点到达F点，由5个时间间隔，所以从A点到达F点时间为： 5×0.02s=0.1s 7． 0.1 匀速 任意相邻两点间的距离相等 相同 乙 相邻两点间的距离在逐渐增大 【详解】（1）[1]因为打点计时器每打两个点的时间间隔为0.02s，由图甲可知，从A点到达F点的间隔数是5，则时间间隔为 [2][3]由图甲可知，从A点到达F点的过程中，相邻两点间的距离s相等，时间间隔相等，则物体运动的速度相等，物体做匀速直线运动。 （2）[4]由图甲可知，从A点到达C点的间隔数是2，则时间间隔为 从D点到达F点的间隔数是2，则时间间隔为 则从A点到C与从D点到F点所用的时间是相同的。 （3）[5][6]甲纸带从A点到达F点的间隔数是5，则时间间隔为0.1s，乙纸带从A点到达F点的间隔数是5，则时间间隔也为0.1s，但乙中AF间的距离大于甲中AF间的距离，所以在相同时间内，乙的距离长，乙运动的更快。 8． 5 0.16 变速 大 时间 A 0.08 越来越快 【详解】（1）[1]用刻度尺测量小车运动的路程，用秒表测量小车运动的时间，根据速度计算公式得出小车运动的速度，则测量小车的平均速度的实验原理为。 （2）[2][3]小车从A点运动到C点所用时间 tAC=9∶25∶20-9∶25∶15=5s 从A点到C点的路程sAC=80.0cm；小车在AC段的平均速度 （3）[4]由于小车在AB段和BC段通过的路程相同，但是所用的时间不同，所以小车做的是变速运动。 （4）[5]斜面倾角不变时，小车由静止释放，小车加速下滑，越往下相同时间内小车通过的路程越长，由可知，下滑过程中，小车通过的路程越长，其平均速度越大。 （5）[6]斜面坡度越大，小车沿斜面向下加速运动越快，过某点的时间会越短，计时会越困难，所以为使计时方便，减小误差，斜面坡度应较小。 [7]实验中通过金属挡板可以使小车停下，小车撞击挡板发出声音，通过该声音可以较准确计时。使斜面保持一定角度靠的是木板一端下方垫着的木块，故选A。 （6）[8]由图知：从A点到E点共有5个点，间隔4个时间段，所以纸带从A点到E点所用的时间 t=4×0.02s=0.08s [9]由图可知，没相邻两个点的时间间隔相等，相邻两个点间隔的距离越来越大，由速度公式可知，小车运动的速度越来越大。 9． 匀速 慢 少 【详解】从点的分布情况可以断定：纸带甲、乙上相邻的计数点之间距离相等，所以都是匀速通过打点计时器的； 但乙纸带上相邻两点间的距离大，因此乙的速度大于甲的速度，即甲纸带比乙纸带拖动得慢． 甲纸带从A点到B点的打点次数为6次，5个间隔，乙纸带从C点到D点打点次数为8次，7个间隔，因此甲纸带从A点到B点所用的时间比乙纸带从C点到D点的时间少． 10． 处于静止或匀速直线运动状态的物体受力平衡 做变速运动的物体受力不平衡 【分析】根据纸带上点分布情况进行分析，当纸带上的点均匀分布时，说明物体处于平衡状态，即平衡状态的物体受平衡力作用；当纸带上的点分布不均匀时，说明物体受力不平衡． 【详解】（1）甲图弹簧测力计的示数等于物重，所以物体处于静止状态；乙图中的点分布均匀，并且间隙较小，弹簧测力计的示数等于物重，所以物体以较小的速度做匀速直线运动；丙图中的点分布均匀，并且间隙较大，弹簧测力计的示数等于物重，说明物体以较大的速度做匀速直线运动；故由甲、乙、丙可得：处于静止或匀速直线运动状态的物体受平衡力作用； （2）丁图中的点分布不均匀，并且间隙越来越小，弹簧测力计示数也不等于物体重力，即物体做加速直线运动，所以作变速运动的物体，受力不平衡． 11． 时间 0.06 无关 越来越快 【详解】[1]打点计时器是测量时间的工具。 [2][3]因为打点计时器每秒钟匀速打点50次，所以每次打点的时间间隔为0.02s，则纸带上打出的两点所用的时间与两点之间的距离大小无关；甲纸带上A、D两点的时间间隔为 tAD=3×0.02s=0.06s [4]由图b可知，若A点是第一个打的点，纸带在拉动时，相同时间内通过的路程越来越大，由v=可知，该同学实验时拉纸带的速度越来越快。 12． 时间 0.02 等于 快 【详解】[1]打点计时器是测量时间的工具。 [2]打点计时器是使用220V交流电源的仪器，其打点周期与交流电的周期相同，我国交流电频率为50Hz，则其打点周期为0.02s，即打点计时器每秒钟打点50次，则每次打点的时间间隔为0.02s。 [3][4]因打点计时器每隔相等的时间打一次点，则第1点和第2点之间的时间间隔与第3点和第4点之间的时间间隔相等；从图中可以看出，在相等的时间，两点之间的距离越来越大，由可知，物体运动的越来越快。 13． 重物下落时做加速运动 见解析 3kg 【详解】（1）[1]图乙中相同时间内重物下降的距离越来越大，即重物下落时做加速运动，高度变小，质量不变，重力势能减小，减小的重力势能转化为重物的动能，所以重物的动能越来越大。 （2）[2]重物从高处由静止开始落下时会受到空气阻力的作用，克服阻力做功，重物的一部分重力势能转化为内能，所以动能增加量小于重力势能减少量。 （3）[3]根据表一和表二中的数据可知，物体的质量越大，动能增加量与重力势能减少量就越接近，所以为了使动能的增加量更接近于重力势能减少量，以便得出机械能守恒定律，应选用3kg的重物进行实验。 14． 0.02 0.2 0.1 b 【详解】（1）[1]每打两个点的时间间隔为 [2]纸带（a）中的A、B两点的时间间隔为 [3]纸带（b）中的C、D两点的时间间隔为 （2）[4]由图2可知，纸带通过相同的距离，b所用的时间小于a所用的时间，根据公式可知，b纸带对应的那一次拉得较快些。 15． C 0.72 2.4 小车质量一定时，加速度与合外力成正比 ③ 【详解】（1）[1]A．打点计时器使用时应先接通电源，再释放小车，故A不符合题意； B．当调整垫片的位置时，使得Mgsinθ=μMgcosθ，所以改变小车质量时，不需要重新平衡摩擦力，故B不符合题意； C．为了确保细绳的拉力就是小车的合外力，所以细绳必须与长木板保持平行，故C符合题意。 故选C。 （2）[2]相邻两计数点间的时间间隔为T=0.1s，小车做匀加速直线运动，所以打出B点时小车的速度大小为 [3]根据Δx=aT2，可得小车的加速度大小为 （3）[4]通过该实验，可以得到的结论是：物体质量一定时，加速度与合外力成正比。 （4）[5]忘记测量砝码盘的质量（设为m），但其他操作均正确，则a与F的实际关系满足，则所作a -F图像应存在纵截距，即图丙中的③。 第1页 学科网（北京）股份有限公司 $$