内容正文:
第04讲:实验、探究小车速度随时间变化的规律
【考点归纳】
【知识归纳】
知识点一、实验原理、器材、原理和数据记录
1.利用纸带计算瞬时速度:以纸带上某点为中间时刻取一小段位移,用这段位移的平均速度表示这点的瞬时速度.
2.用v-t图像表示小车的运动情况:以速度v为纵轴、时间t为横轴建立直角坐标系,用描点法画出小车的v-t图像,图线的倾斜程度表示加速度的大小,如果v-t图像是一条倾斜的直线,说明小车的速度是均匀变化的.
器材:打点计时器(带导线)、交变电源、纸带、一端带有定滑轮的长铝板、小车、细绳、槽码、刻度尺、复写纸、坐标纸.
步骤
1.如图所示,把一端带有定滑轮的长铝板平放在实验桌上,并使滑轮伸出桌面.铝板上放一个可以左右移动的小车,小车一端连接穿过打点计时器的纸带,另一端连接绕过滑轮系有槽码的细绳.
2.把小车停在靠近(填“靠近”或“远离”)打点计时器的位置.先启动打点计时器,后放开小车(填“启动打点计时器”或“放开小车”),让小车拖着纸带运动,打点计时器就在纸带上打下一行小点.随后,立即关闭电源.
3.换上新纸带,并增减所挂槽码(或在小车上放置重物),重新操作两次.
数据记录
1.采集数据
舍掉纸带开头一些过于密集的点,找一个适当的点作为计时起点.可选择相隔0.1 s(或更短)的若干计数点进行测量.
如图所示,先测量出各个计数点到计时起点的距离:x1、x2、x3、x4、x5…,再计算出相邻的两个计数点间的距离:Δx1=x1,Δx2=x2-x1,Δx3=x3-x2,Δx4=x4-x3,Δx5=x5-x4,…,填入自己设计的表中.
2.求各计数点的瞬时速度
(1)各计数点对应的瞬时速度用平均速度来代替,即v1=,v2=,…
T为相邻两个计数点间的时间间隔,若交流电源频率为50 Hz,每5个点取一个计数点(中间隔4个点),则T=0.1 s.
(2)设计表格并记录相关数据
位置编号
0
1
2
3
4
5
6
…
时间t/s
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
v1/(m·s-1)
v2/(m·s-1)
v3/(m·s-1)
…
数据分析
1.在坐标纸上建立直角坐标系,横轴表示时间,纵轴表示速度,并根据表格中的数据在坐标系中描点.
2.画一条直线,让这条直线通过尽可能多的点,不在直线上的点均匀分布在直线的两侧,偏差比较大的点忽略不计,如图所示.
3.观察所得到的直线,分析物体的速度随时间的变化规律.
4.根据所画v-t图像求出小车运动的加速度a=.六、注意事项
1.开始放开小车时,应使小车靠近(填“靠近”或“远离”)打点计时器.
2.先启动打点计时器,等打点稳定后,再放开小车(填“启动打点计时器”或“放开小车”).
3.打点完毕,立即关闭电源.
4.选取一条点迹清晰的纸带,舍掉开头点迹密集部分,选取适当的计数点(注意计数点与计时点的区别),弄清楚所选的时间间隔T等于多少.
5.不要分段测量各段距离,应尽可能地一次测量完毕(可统一量出各计数点到计时起点的距离
【题型归纳】
题型一:计算某点的瞬时速度
1.(24-25高一上·吉林松原·阶段练习)某同学在“研究匀变速直线运动”的实验中获得的一条纸带的一部分如图所示。打点计时器所接交流电源的频率为50Hz。
(1)打点计时器在纸带上打下相邻两点的时间间隔为 s。
(2)从图中可读出C、D两点间的距离 cm。
(3)打点计时器打下B点时纸带的速度大小为 m/s(结果保留两位有效数字)。
【答案】(1)0.02
(2)1.10
(3)0.40
【详解】(1)打点计时器所接交流电源的频率为50Hz,由周期与频率的关系公式可得,在纸带上打下相邻两点的时间间隔为
(2)刻度尺的最小刻度是0.1cm,则从图中可读出C、D两点间的距离为
(3)由匀变速直线运动在某段时间内中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度可得,打点计时器打下B点时纸带的速度大小为
2.(21-22高一上·广东珠海·阶段练习)下面是某同学在研究物体做匀变速直线运动实验中获得的一条纸带。
(1)由图中可读出AB的间距x= cm;
(2)A、B、C、D是纸带上四个计数点,已知打点计时器电源的频率为50Hz,每两个相邻计数点间还有四个点没有画出,则相邻两计数点之间的时间间隔是 s;C点对应的速度是 m/s,物体运动的加速度为 m/s2(用定义法求,最后两空结果均保留两位有效数字)
【答案】 0.70 0.1 0.10 0.20
【详解】(1)[1]由图可知
(2)[2]相邻两计数点之间的时间间隔是
[3] C点对应的速度是
[4]B点对应的速度是
根据加速度的定义可得物体运动的加速度为
3.(20-21高一上·安徽黄山·阶段练习)(1)电磁打点计时器使用电压约为 的 (选填“交流”或“直流”)电源。
(2)在“练习使用打点计时器”的实验中,利用重物牵引小车,用电磁打点计时器打点,打点的频率为f=50 Hz,实验时得到一条清晰的纸带。取纸带上的A、B、C……共7个点进行研究,这7个点和刻度尺标度的对应关系如图所示。
①小车相对图中方位向 (选填“左”或“右”)运动;
②A点到D点对应的平均速度是 m/s,F点对应的瞬时速度是 m/s;(以上两空均保留三位有效数字)
③如果当时交变电流的频率是f=51 Hz,而计算时仍按f=50 Hz,那么速度的测量值将 (选填“偏大”“偏小”或“相等”)。
【答案】 8V 交流 左 0.138 0.226 偏小
【详解】(1)[1] 电磁打点计时器使用电压约为8 V的低压交流电源。
[2]电磁打点计时器使用电压约为8 V的低压交流电源。
(2)[3]小车做加速运动,所以相同时间内的位移越来越大,可知小车带着纸带向左运动
[4]相邻两个计数点之间的时间间隔为
A点到D点对应的平均速度是
[5] F点对应的瞬时速度
[6]如果交变电流的实际频率是f=51 Hz,则实际打点的周期小于0.02 s,而仍按f=50 Hz计算,会使速度的测量值小于真实值,即测量结果偏小。
题型二:逐差法求加速度
4.(24-25高一上·河北保定·期中)某同学在用电火花打点计时器和纸带做“研究匀变速直线运动规律”的实验时,得到一条打下的纸带如图所示,并在上面取了A、B、C、D、E五个计数点,相邻两个计数点间还有4个点(图中没有画出),打点计时器所用电源为频率50Hz的交流电源,即打点周期为T=0.02s。
(1)电火花打点计时器的工作电压为 V;
(2)计算打下 D 点的瞬时速度v的公式为 (选用题中所给的物理量T、、、、等字母表示);
(3)实验测得、、、,则物体的加速度大小为 (结果保留两位有效数字)。
【答案】(1)
(2)
(3)
【详解】(1)电火花打点计时器的工作电压为。
(2)打下某点时的瞬时速度用这点前后两点间的平均速度来代替,所以计算打下 D 点的瞬时速度v的公式为
(3)利用逐差法计算物体的加速度大小
5.(20-21高一下·浙江·阶段练习)(1)如图所示为“探究小车速度随时间变化的规律”的实验装置图,下列说法正确的是 。
A.先释放小车,再接通电源
B.先接通电源,再释放小车
C.打点计时器应使用交流电
D.打点结束,应先取下纸带,然后再关闭电源
(2)如图为在“探究小车速度随时间的变化规律”实验中,得到的一条纸带,从中确定五个计数点,量得。每相邻两个计数点间的时间间隔是。则打C点时小车的速度 ,小车的加速度 。(结果均保留两位有效数字)
【答案】 BC 1.1
【详解】(1)[1]AB.先接通电源,待打点稳定后再释放纸带,A错误B正确;
C.打点计时器应使用交流电,C正确;
D.打点结束,应先关闭电源,然后再取下纸带,D错误。
故选BC。
(2)[2] C点时小车的速度
[3] 小车的加速度
6.(20-21高一上·重庆沙坪坝·期中)某同学利用图(a)所示的实验装置探究物块速度随时间的变化。物块放在桌面上,细绳的一端与物块相连,另一端跨过滑轮挂上钩码。打点计时器固定在桌面左端,所用交流电源频率为50Hz。纸带穿过打点计时器连接在物块上。启动打点计时器,释放物块,物块在钩码的作用下拖着纸带运动。打点计时器打出的纸带如图(b)所示(图中相邻两点间有4个点未画出)。
根据实验数据分析,该同学认为物块的运动为匀加速运动。回答下列问题:
(1)在打点计时器打出B点时,物块的速度大小为 m/s。在打出D点时,物块的速度大小为 m/s。(保留两位有效数字)
(2)物块的加速度大小为 m/s2。(保留两位有效数字)
(3)如果当时电网中交变电流的频率是f=51Hz,而做实验的同学并不知道,将使加速度的测量值比实际值偏 (选填“大”或“小”),由此引起的误差属于 误差。
【答案】 0.56 0.96 2.0 小 系统误差
【详解】(1)[1] 相邻两点间的时间间隔
B点时物块的速度大小
[2] D点时物块的速度大小
(2)[3] 物块的加速度大小为
(3)[4] 如果在某次实验中,交流电的频率为51Hz,那么实际周期小于0.02s,而实际使用的是0.02s,根据运动学公式
测量的加速度值与真实的加速度值相比是偏小的
[5]这是由系统本身引起的,是系统误差。
题型三:探究速度随时间变化的规律
7.(24-25高一上·江西抚州·阶段练习)某同学用如图甲所示的装置探究匀变速直线运动的规律,得到一条纸带如图乙所示,并在其上取了共7个计数点,每相邻两个计数点间还有4个点没有画出。
(1)实验过程中,下列做法正确的是
A.先释放小车,再接通电源
B.先接通电源,再释放小车
C.释放小车前将接好纸带的小车停在靠近滑轮处
D.释放小车前将接好纸带的小车停在靠近打点计时器处
(2)经过测量并计算得到打下各点时小车的瞬时速度,如表所示:
对应点
B
C
D
E
F
速度
0.141
0.180
0.218
0.262
0.301
(3)根据(2)中得到的数据,以打下A点时对应的时刻为时刻,在下图所示坐标系中作出图像,利用如图求得小车的加速度 。(结果保留两位有效数字)
(4)若该同学处理数据时每隔3个点取一个计数点,但计算速度时却把相邻计数点时间间隔用0.1秒代入计算,则因此算出的速度数值与真实的速度数值相比 (选填“偏大”或“偏小”)。求得的加速度a数值与真实的加速度数值相比 (选填“偏大”、“偏小”或“相等”)
【答案】 BD 偏小 偏小
【详解】(1)[1]A.先释放小车,再接通电源,这样在纸带会记录很少的数据,计算会产生较大的误差,A错误;
B.先接通电源,待打点计时器打点稳定后再释放小车,这样纸带会得到充分利用,纸带上会记录更多的数据,计算时会产生较小的误差,B正确;
C.释放小车前将接好纸带的小车停在靠近滑轮处,这样释放小车后,小车会运动很小的距离,纸带上会打出很少的计数点,计算会产生较大的误差,C错误;
D.释放小车前将接好纸带的小车停在靠近打点计时器处,纸带上会记录更多的数据,计算时会产生较小的误差,D正确。
故选BD。
(3)[2]由图像的斜率表示加速度可得,小车的加速度为
(4)[3]若该同学处理数据时每隔3个点取一个计数点,可知相邻两计数点间的时间间隔是0.08s,但计算速度时却把相邻计数点时间间隔用0.1秒代入计算,由可知,则算出的速度数值与真实的速度数值相比偏小。
[4] 由或计算加速度,由于时间变大,则求得的加速度a数值与真实的加速度数值相比偏小。
8.(24-25高一上·湖北·阶段练习)某一学习小组的同学想通过打点计时器在纸带上打出的点迹来探究小车速度随时间变化的规律,实验装置如图所示。
(1)常见的打点计时器使用的都是 电源(填“直流”或“交流”),当电源频率为时,每隔 s打一个点。
(2)关于本实验,下列说法正确的是___________。
A.释放纸带的同时,接通电源
B.先接通电源打点,后释放纸带运动
C.先释放纸带运动,后接通电源打点
D.纸带上的点迹越密集,说明纸带运动的速度越小
(3)要测量小车的速度。除打点计时器(含所用电源、纸带、墨粉纸盘)外还必须使用的测量工具是 。
(4)该小组在规范操作下得到一条点迹清晰的纸带如图所示,在纸带上依次选出7个计数点,分别标上和,每相邻的两个计数点间还有四个点未画出,打点计时器所用电源的频率是。(以下结果均保留两位小数)
①每相邻两计数点的时间间隔为 s,打点时小车的速度 。
②分别算出其他各点的速度:
,,,
,请在如图所示的坐标系中作出小车运动的图像(以打A点时开始计时)( )。并说明小车速度变化的规律 。
③根据图线求出小车运动的加速度 ;
④将图线延长与纵轴相交,交点的纵坐标是 ,此速度的物理意义是 。
(5)实验完毕后,某同学发现实验时电源的实际频率小于50赫兹,那么速度的测量值比实际值 (选填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
【答案】(1) 交流 0.02
(2)BD
(3)刻度尺
(4) 0.10 小车速度随时间均匀增大 0.50 12.00 打A点时小车的速度
(5)偏大
【详解】(1)[1]常见的打点计时器使用的都是交流电源。
[2]当电源频率为时,每隔
打一个点。
(2)ABC.应先接通电源打点,待打点稳定后,再释放纸带运动,这样纸带可以得到充分利用,记录更多的数据,以减小实验误差,AC错误,B正确;
D.纸带上相邻两计数点间的时间间隔相同,纸带上的点迹越密集,说明在相同时间内纸带通过的距离越小,因此说明纸带运动的速度越小,D正确。
故选BD。
(3)要测量小车的速度。除打点计时器(含所用电源、纸带、墨粉纸盘)外还必须使用的测量工具是刻度尺,刻度尺用来测量纸带上计数点间距离。
(4)①[1]纸带上每相邻的两个计数点间还有四个点未画出,打点计时器所用电源的频率是。可知两计数点间的时间间隔为
[2]在某段时间内中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度,可得打点时小车的速度为
②[3]由,,,,,在坐标系中作出小车运动的图像(以打A点时开始计时)如图所示。
[4]由图像可知,在误差允许的范围内,小车速度随时间均匀增大,即小车做匀加速直线运动。
③[5]根据图线可得小车运动的加速度为
④[6]将图线延长与纵轴相交,交点的纵坐标是。
[7]此速度的物理意义是打A点时小车的速度。
(5)实验时电源的实际频率小于50赫兹,则有
即打点周期实际大于0.02s,若仍按0.02s计算,由可知,那么速度的测量值比实际值偏大。
9.(23-24高一上·青海西宁·阶段练习)某一学习小组的同学想通过打点计时器在纸带上打出的点迹来探究小车速度随时间变化的规律,实验装置如图所示。
(1)常见的打点计时器有两种: 和 ,它们使用的都是 电源(填“直流”或“交流”),当电源频率为50Hz时,每隔 s打一个点。
(2)关于本实验,下列说法正确的是 。
A.释放纸带的同时,接通电源 B.先接通电源打点,后释放纸带运动
C.先释放纸带运动,后接通电源打点 D.纸带上的点迹越密集,说明纸带运动的速度越小
(3)要测量小车的速度。除打点计时器(含所用电源、纸带、墨粉纸盘)外还必须使用的测量工具 。
(4)该小组在规范操作下得到一条点迹清晰的纸带如图所示,在纸带上依次选出7个计数点,分别标上O、A、B、C、D、E和F,每相邻的两个计数点间还有四个点未画出,打点计时器所用电源的频率是50Hz。
①每相邻两计数点的时间间隔为 s,如果测得C、D两点间距x4=2.70cm,D、E两点间距x5=2.90cm,则打D点时小车的速度vD= m/s(结果保留3位有效数字)。
②该同学分别算出其他各点的速度:vA=0.220m/s,vB=0.241m/s,vC=0.258m/s,vE=0.300m/s,请在如图所示的坐标系中作出小车运动的v−t图像 。并说明小车速度变化的规律
③小车连接在纸带的 (选填“左端”或“右端”)
【答案】 电磁打点计时器 电火花打点计时器 交流 0.02 BD/DB 刻度尺 0.1 0.280 在误差允许的范围内,速度随时间均匀变化(速度与时间成线性关系) 左端
【详解】(1)[1]常见的打点计时器有电磁打点计时器。
[2]常见的打点计时器有电磁打点计时器和电火花打点计时器。
[3]电磁打点计时器和电火花打点计时器,它们使用的都是交流电源。
[4]当电源频率为50Hz时,由频率与周期的关系
可知每隔0.02s打一个点。
(2)[5]ABC.先接通电源打点,待打点稳定后,再释放纸带运动,这样在纸带上可得到更多的数据,AC错误,B正确;
D.纸带上的点迹越密集,说明纸带运动的速度越小,D正确。
故选BD。
(3)[6]要测量小车的速度。除打点计时器(含所用电源、纸带、墨粉纸盘)外还必须使用的测量工具是刻度尺,用刻度尺测量纸带上点迹间的距离。
(4)①[7]纸带上每相邻的两个计数点间还有四个点未画出,打点计时器所用电源的频率是50Hz,可知相邻两计数点间的时间间隔为
[8]由匀变速直线运动在某段时间内中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度,可得打D点时小车的速度
②[9]由打各点的速度:vA=0.220m/s,vB=0.241m/s, vC=0.258m/s,vD=0.280m/s,vE=0.300m/s,在坐标系中描点作出小车运动的v−t图像,如图所示。
[10]由v−t图像可知,在误差允许的范围内,小车速度随时间均匀变化。
③[11]由v−t图像可知,小车做加速运动,在相等的时间内运动的位移逐渐增大,由此可知小车连接在纸带的左端。
题型四:图像法处理实验数据
10.(24-25高一上·山东威海·期末)某小组利用如图甲所示的装置探究小车速度随时间变化的规律,请回答以下问题:
(1)除了图甲中已有的器材外,要完成实验还需要的器材有__________;
A.220V交流电源 B.8V交流电源 C.毫米刻度尺 D.天平
(2)处理数据时,选出一条如图乙所示的纸带,纸带上的数字为相邻两个计数点间的距离,相邻两计数点间还有4个点没有画出,打点计时器的电源频率为50Hz。根据纸带上的数据,计算打下A、B、C、D、E点的瞬时速度并填在表中,C点的瞬时速度为 m/s;
位置
A
B
C
D
E
0.605
0.810
1.175
1.390
(3)在答题纸的坐标纸中描出C点的位置并画出小车的图像 ,根据图像求得小车的加速度为 ;(保留三位有效数字)
(4)某同学只测量OC和CF的长度分别为、,如图丙所示,若纸带上相邻两计数点的时间间隔为t,则小车的加速度表达式为 。
【答案】(1)BC
(2)0.995
(3) 1.98
(4)
【详解】(1)图甲中电磁打点计时器需要连接8V交流电源;需要用刻度尺测量纸带上计数点间的距离;本实验不需要用天平测质量。
故选BC。
(2)相邻两计数点间还有4个点没有画出,则相邻计数点的时间间隔为
打下C点的瞬时速度为
(3)[1]在坐标纸中描出C点的位置并作出图像如图所示。
[2]根据图像可得小车的加速度为
(4)根据匀变速直线运动推论可得
可得小车的加速度表达式为
11.(23-24高一上·四川内江·阶段练习)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(交流电频率是50Hz),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,每两个相邻的计数点之间有四个点未画出。(以下计算结果保留3位有效数字)。
(1)电磁打点计时器是一种使用交流电源的计时仪器,根据打点计时器打出的纸带,下列选项中:
A.时间间隔 B.位移 C.平均速度 D.瞬时速度
我们可以从纸带上直接得到的物理量是 ,测量得到的物理量是 ,通过计算能得到的物理量是 (填选项前的字母)。
(2)根据纸带上各个计数点间的距离,计算出打下B、C、D、E、F五个点时小车的瞬时速度,各个速度值如下表。计算出B点速度的大小 。
vB
vC
vD
vE
vF
数值/(m·s-1)
0.479
0.560
0.640
0.721
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 。
(3)根据图像求出小车的加速度a= 。
【答案】 A B CD/DC 0.400 0.803m/s2
【详解】(1)[1]因为打点计时器的频率为50Hz ,则从纸带上直接得到的物理量是时间间隔,相邻的点迹(计时点)之间的时间间隔为0.02s ,故选A;
[2]可以用刻度尺测量出小车的位移大小,故选B;
[3]平均速度和瞬时速度的大小可以通过位移大小与对应的时间间隔计算出来。故选CD。
(2)[4]每两个相邻的计数点之间有四个点未画,则相邻的计数点之间的时间间隔为
根据速度公式可知,B点的瞬时速度
[5]根据计算的点速度及表中其他各点的速度在坐标系中描点连线,如图所示
(3)[6]选用图像中距离较远的两点求解加速度误差更小,根据图像可知小车的加速度
12.(22-23高一上·湖北武汉·阶段练习)在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中,某同学得到一条用电火花计时器打下的纸带如图甲所示,并在其上取了A、B、C、D、E、F、G共7个计数点(每相邻两个计数点间还有4个点没有画出),电火花计时器接220 V、50 Hz交变电源。他经过测量并计算得到电火花计时器在打B、C、D、E、F各点时小车的瞬时速度如下表:
对应点
B
C
D
E
F
速度(m/s)
0.141
0.185
0.220
0.254
0.301
(1)设电火花计时器的打点周期为T,计算vF的公式为vF= ;
(2)根据表中的数据,以A点对应的时刻为t=0,在图乙所示坐标系中合理地选择标度,作出v-t图像 ;
(3)利用该图像求得小车的加速度a= m/s2;(结果保留2位有效数字)
(4)如果当时电网中交变电流的电压变成210 V,而做实验的同学并不知道,那么加速度的测量值与实际值相比 (选填“偏大”“偏小”或“不变”)。如果当时电网中交变电流的频率是f=51 Hz,而做实验的同学并不知道,那么加速度的测量值与实际值相比 (选填“偏大”“偏小”或“不变”)。
【答案】 0.40 不变 偏小
【详解】(1)[1]电火花计时器接220 V、50 Hz交变电源。则有打点周期T=0.02s,每相邻两个计数点间还有4个点没有画出,则相邻两计数点的时间间隔为5T,由中间时刻的瞬时速度等于平均速度,可得打F点时的速度公式为
(2)[2]由题表中的数据在图乙所示坐标系中描点画图。如图所示。
(3)[3]由v−t图像的斜率表示加速度,可得小车的加速度为
(4)[4] 当电网中交变电流的电压变成210 V,可交流电的频率没变,打点周期不变,则不会影响加速度的测量值,因此加速度的测量值与实际值相比不变。
[5]电网中交变电流的频率是f=51 Hz时,由
可知打点周期变小,测量时仍按T=0.02s计算,则测量值与实际值相比偏小。
【专项训练】
1.(24-25高一上·浙江·期中)用打点计时器、平板、小车等器材做研究匀变速直线运动的实验。
(1)穿入打点计时器限位孔的纸带,正确的是 (填“甲”或“乙”)
(2)如图是学生即将释放小车之前的装置图及操作,以下存在错误的是( )
A.细线与木板不平行
B.打点计时器接的是直流电源
C.小车释放的位置离计时器较远
D.无论什么计时器,使用时均要先接通电源,后释放纸带
【答案】(1)甲
(2)ABC
【详解】(1)穿入打点计时器限位孔的纸带,对于电火花计时器,应该墨粉纸盘在上,纸带在下,对于电磁打点计时器,应该复写纸在上,纸带在下。
故选甲。
(2)A.为给小车提供一个恒定的拉力,细线应与木板平行,故A错误;
B.打点计时器应使用交流电源,故B错误;
C.小车释放前应靠近打点计时器,故C错误;
D.无论什么计时器,使用时均要先接通电源,后释放纸带,故D正确。
故选ABC。
2.(24-25高一上·甘肃武威·开学考试)光电门是物理实验中用来测量时间的一种常用设备,如图1所示,S是光源,K是光接收器,当有不透明物体通过光电门时,物体会遮住光源,接收器K接收不到光信号,计时器便开始计时,当物体通过后,接收器K重新接收到光信号,计时结束,即可记录物体通过光电门所用的时间。如图2所示,某同学用光电门测量小车沿斜面向下运动的速度,小车上安装有遮光板,A、B是安装在斜面上不同位置的两个光电门。
(1)若小车上的遮光板宽度为d,小车通过光电门时,计时器记录的时间为t,则小车通过光电门的速度v= 。
(2)若已知遮光板宽度d=1cm,让小车从斜面顶端以一定的初速度开始沿斜面向下运动,两光电门计时器记录的时间分别为tA=0.01s,tB=0.004s,则小车通过A、B两位置的速度分别为vA= m/s,vB= m/s。(结果均保留2位有效数字)
(3)由实验可知,小车沿斜面向下做 (选填“匀速”、“加速”或“减速”)运动。
【答案】(1)
(2) 1.0 2.5
(3)加速
【详解】(1)小车上的遮光板宽度为d,小车通过光电门时,计时器记录的时间为t,则小车通过光电门的速度为
(2)[1] [2] 小车通过A、B两光电门的速度分别为
(3)因为小车通过B光电门的速度大于通过A 光电门的速度,说明小车下滑时速度越来越大,即小车沿斜面向下做加速运动。
3.(23-24高二下·吉林长春·期末)在“探究小车速度随时间变化规律”实验中:
(1)实验器材有一端附有滑轮的长木板、小车、纸带、细绳、钩码、电火花打点计时器、导线和复写纸。除上述器材外,还需要使用的有 (填选项前字母)。
A.交流电源 B.交流电源 C.秒表 D.刻度尺
(2)甲同学在实验中得到如图所示的一条纸带(两计数点间还有四个点没有画出),已知打点计时器采用的是频率为50Hz的交流电,根据纸带可求出第4个计数点的瞬时速度为 m/s,小车的加速度为 (结果保留两位有效数字)。
【答案】(1)BD
(2) 0.81 2.0
【详解】(1)AB.电火花打点计时器需要交流电源,A错误,B正确;
C.由电火花打点计时器计时,因此不需要秒表,C错误;
D.纸带上计数点间的距离需要用刻度尺测量,D正确。
故选BD。
(2)[1]已知打点计时器采用的是频率为50Hz的交流电,两计数点间还有四个点没有画出,可知纸带上相邻两计数点间的时间间隔为
由匀变速直线运动在某段时间内中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度可得,第4个计数点的瞬时速度为
[2]由匀变速直线运动的推论可得,小车的加速度为
4.(24-25高一上·全国·课后作业)结合“探究小车速度随时间变化的规律”的实验(装置如图甲),完成下列问题:
(1)如图乙,刻度尺的0刻度与“0”点对齐,测量点“4”到“0”的距离为 cm;该同学已将1、2、3、4点对应时刻的瞬时速度进行计算填入表中,请你将测量点“5”对应时刻的瞬时速度填入表中(结果保留三位有效数字);请你把“5”的数据补充到图丙中,并拟合图线。
测量点
1
2
3
4
5
瞬时速度(m·s-1)
0.501
0.520
0.525
0.540
( )
(2)根据拟合好的图像求出小车的加速度大小为a= m/s2.(结果保留三位有效数字)
(3)关于该实验,下列说法正确的是___________。
A.重复实验时,可以增加悬挂的槽码,也可以在小车里增加钩码
B.实验时,牵引小车的细绳必须平行于长木板,而且长木板也必须水平放置
C.若实验时电源频率略低于50 Hz,但该同学并不知道,则小车速度测量值将大于实际值
D.如果实验用电火花计时器,实验时的电压略低于220 V,则加速度的测量值将小于实际值
【答案】(1) 19.90 0.550
(2)
(3)AC
【详解】(1)[1]由图乙可知,刻度尺的0刻度与“0”点对齐,测量点“4”到“0”的距离为19.90cm。
[2]由匀变速直线运动在某段时间内中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度可得,测量点“5”对应时刻的瞬时速度为
[3]在图丙中补点并拟合图线,如图所示。
(2)由图像可得
(3)A.重复实验时,可以增加悬挂的槽码,也可以在小车里增加钩码,这样可以改变小车的速度和加速度,A正确;
B.实验时,牵引小车的细绳必须平行于长木板,长木板可以水平放置或倾斜放置均可,只要小车能加速运动即可,B错误;
C.若实验时电源频率略低于50 Hz,可知打点周期变大,但该同学并不知道,仍按0.02s计算,则小车速度测量值将大于实际值,C正确;
D.如果实验用电火花计时器,实验时的电压略低于220 V,可知电源的频率不变,则打点周期不变,则加速度的测量值等于实际值,D错误。
故选AC。
5.(23-24高一上·陕西西安·期中)某同学采用了如图所示的实验装置来完成“研究匀变速直线运动的规律”实验。放置在气垫导轨上的滑块上装有宽度的遮光条,滑块在牵引力作用下先后通过两个光电门,配套的数字计时器(图中未画出)记录了遮光条通过光电门1的时间,通过光电门2的时间,用刻度尺测出两个光电门之间的距离,则遮光条经过光电门1时的速度大小 ,滑块的加速度大小 ,遮光条从光电门1运动到光电门2的时间 s。(计算结果均保留两位有效数字)
【答案】 0.15 0.15 1.0
【详解】[1] 遮光条宽度,遮光条通过光电门1的遮光时间,因遮光条宽度和遮光时间都很小,因此用平均速度近似等于遮光条经过光电门1时的速度大小,则有
[2]则遮光条经过光电门2时的速度大小
由速度位移关系公式,可得滑块的加速度大小
[3]由速度时间公式,可得遮光条从光电门1运动到光电门2的时间
6.(23-24高一上·陕西榆林·阶段练习)在探究小车做匀变速直线运动的规律的实验中,用到如图甲、乙所示的两种打点计时器。
(1)图乙是 (填“电磁打点计时器”或“电火花打点计时器”),其电源采用的是 (填“交流约8V”或“交流220V”)。
(2)关于打点计时器的使用,下列说法正确的是 。
A.在测量物体速度时,应先让物体运动,后接通打点计时器的电源
B.电磁打点计时器和电火花打点计时器可以使用同样的电源
C.使用的电源频率越低,打点的时间间隔就越大
D.纸带上打的点越密,说明物体运动得越快
(3)某次实验中得到一条如图丙所示的纸带,纸带上相邻计数点间还有四个点没画出来,用刻度尺测得、、、间的距离分别为,,,,计时器打点频率为50Hz。则相邻两个计数点间的时间间隔为 s。从O点到C点纸带的平均速度大小为 m/s;打点B时小车的速度大小 m/s;小车运动的加速度大小 m/s(保留两位小数)。
【答案】 电火花打点计时器 交流220V C 0.1 0.54 0.55 0.20
【详解】(1)[1]图乙是电火花打点计时器。
[2]电火花计时器电源采用的是交流220V。
(2)[3]A.在测量物体速度时,应先接通打点计时器的电源,再让物体运动,A错误;
B.电磁打点计时器和电火花打点计时器可以使用的电源电压不一样,B错误;
C.使用的电源频率越低,打点的时间间隔就越大,C正确;
D.纸带上打的点越密,说明物体运动得越慢,D错误。
故选C。
(3)[4]纸带上相邻计数点间还有四个点没画出来,相邻两个计数点间的时间间隔为
[5]从O点到C点的时间间隔
从O点到C点纸带的平均速度大小为
[6]打点B时
[7]由逐差法,有小车的加速度大小
7.(22-23高一上·湖北鄂州·期中)某探究小组的同学利用如图甲所示的装置“探究小车速度随时间变化的规律”,图乙是某次实验获取的一段纸带。请你根据题图回答以下问题:
(1)除了图甲中标出的器材外,还需要 。
A.弹簧测力计 B.刻度尺 C.天平 D.秒表
(2)本次实验选择的打点计时器是图 (选填“丙”或“丁”)中的计时器,该计时器的工作电压是 (选填“直流电”或“交流电”)。
(3)根据图乙中记录的实验数据,可以推算出此次实验所用的刻度尺是 。
A.毫米刻度尺 B.厘米刻度尺
(4)实验中打点计时器每隔0.02s打一个点,打出的纸带如图乙所示,则可大致判断出小车做 (选填“匀速直线”或“匀变速直线运动”),这是因为 。若纸带上相邻两个计数点之间还有四个点未画出,则打B点时小车的速度大小是 m/s(计算结果保留两位有效数字),速度方向是 (选填“从A向C”或“从C向A”)。
【答案】 B 丁 交流电 A 匀变速直线运动 在连续相等时间间隔内位移差大致相等,满足 0.40 从C向A
【详解】(1)[1]需要测量小车的位移及速度,打点计时器可测量时间,只需要测量位移,所以仅需要刻度尺,ACD错误,B正确。
故选B。
(2)[2]题图甲信息给出的本次实验用的是电火花计时器,因此打点计时器是图丁电火花计时器。
[3]电火花计时器,它的工作电压是220V的交流电。
(3)[4]根据题图乙中的数据,可知刻度尺的精确度是毫米,因此刻度尺是毫米刻度尺,A正确,B错误。
故选A。
(4)[5]计算出AB、BC、CD、DE、EF、FG相邻间的位移差分别是0.77cm、0.81cm、0.79cm、0.81cm、0.82cm,在误差允许范围内可认为相等,因此小车做匀变速直线运动。
[6]因为小车的运动规律满足,所以小车做匀变速直线运动。
[7]若纸带上相邻两个计数点之间还有四个点未画出,可知纸带上相邻两计数点的时间间隔为
T=0.02×5s=0.1s
由中间时刻的瞬时速度等于平均速度,可得打B点时小车的速度大小是
[8]小车做加速运动,先打A点,因此速度方向是从C向A。
8.(22-23高一上·云南昭通·阶段练习)小华同学在“研究匀变速直线运动”的实验中,将打点计时器固定在某处,在绳子拉力的作用下小车拖着穿过打点计时器的纸带在水平木板上运动,如图1所示。由打点计时器得到表示小车运动过程的一条清晰纸带的一段。如图2所示,在打点计时器打出的纸带上确定出八个计数点,相邻两个计数点之间的时间间隔为0.1s,并用刻度尺测出了各计数点到0计数点的距离,图中所标数据的单位是cm。
(1)小华利用家庭电源来做实验,因此应该选择 打点计时器,工作电压为 。
(2)根据纸带提供的信息,小华同学已经计算出了打下1、2、3、4、5这五个计数点时小车的速度、请你帮助他计算出打下计数点6时小车的速度(结果保留3位有效数字)并填入下表 。
计数点
1
2
3
4
5
6
t/s
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
v/(m·s-1)
0.358
0.400
0.440
0.485
0.530
(3)根据v-t图像可知,小车运动的加速度为 m/s2(保留2位有效数字)。
【答案】 电火花 220V 0.570 0.42
【详解】(1)[1]由于直接利用家庭电源来做实验,所以应选择电火花打点计时器,其工作电压为220V。
(2)[2]匀变速直线运动中,中间时刻的瞬时速度等于该过程的平均速度,则有
(3)[3]图像的斜率表示加速度,根据v-t图像可得
9.(22-23高一上·湖南株洲·阶段练习)某一学习小组的同学想通过打点计时器在纸带上打出的点迹来探究小车速度随时间变化的规律,实验装置如图所示。
(1)常见的打点计时器使用的是 电源(“直流”或“交流”);
(2)关于本实验,下列说法正确的是 ;
A.释放纸带的同时,按通电源
B.先接通电源打点,后释放纸带运动
C.先释放纸带运动,后接通电源打点
D.纸带上的点迹越密集,说明纸带运动的速度越小
(3)该小组在规范操作下得到一条点迹清晰的纸带如图所示,在纸带上依次选出7个计数点,分别标上O、A、B、C、D、E和F,每相邻的两个计数点间还有四个点未画出,打点计时器所用电源的频率是50Hz。
①如果测得C、D两点间距,D、E两点间距,则打D点时小车的速度 m/s(结果保留3位有效数字);
②该同学分别算出其他各点的速度:,,,,请在如图所示的坐标系中作出小车运动的图像 ,并说明小车速度变化的规律 。
【答案】 交流 BD/DB 0.280 小车速度随时间均匀变化(或增大)
【详解】(1)[1]常见的打点计时器使用的是交流电源。
(2)[2]ABC.由于小车速度较快,且运动距离有限,打出的纸带长度也有限,为了能在长度有限的纸带上尽可能多地获取间距适当的数据点,实验时应先接通电源,再释放纸带,故AC错误,B正确;
D.纸带上的点迹越密集,说明纸带在单位时间内的位移越小,即纸带运动的速度越小,故D正确。
故选BD。
(3)①[3]相邻两计数点间的时间间隔为
打D点时小车的速度等于C、E之间的平均速度,即
[4]描点作图如图所示。
[5]v-t图像为倾斜直线,说明小车速度随时间均匀变化(或增大)。
10.(21-22高一上·北京东城·期中)实验课上:同学们利用打点计时器等器材,研究小车做匀变速直线运动的规律。主要实验步骤有:
A.把小车停在靠近打点计时器处,接通电源放开小车,让小车拖着纸带运动,打点计时器在纸带上打一系列的点。
B.把细绳拴在小车上,并在另一端挂上适当的钩码,使之跨过定滑轮,调整装置,使小车能在长木板平稳地加速滑行。把纸带穿过打点计时器,并将其一端固定在小车的后面。
C.把一端装有定滑轮的长木板平放在实验桌上,使滑轮伸出桌面,把打点计时器固定在木板没有滑轮的一端。
D.更换新纸带,重复实验三次,选择一条最理想的纸带进行分析。
(1)对上述实验步骤进行合理排序 (写步骤前的字母)。
(2)其中一个小组的同学从所打的几条纸带中选取了一条点迹清晰的纸带。如图所示,图中A、B、C、D、E是按打点先后顺序依次选取的计数点,相邻计数点间的时间间隔T=0.1s。由图中的数据可知,打点计时器打下C点时小车运动的速度是 m/s,小车运动的加速度是 m/s2。
【答案】 CBAD 1.07 4.20
【详解】(1)[1]依据实验顺序,依次为CBAD。
(2)[2]相邻两个计数点之间的时间间隔T=0.1s,根据匀变速直线运动中点时刻的速度等于该过程中的平均速度可知
[3]根据逐差法求加速度,小车运动的加速度为
11.(21-22高一上·黑龙江大庆·阶段练习)某同学仿照“探究小车速度随时间变化的规律”这一实验,利用如图所示的装置测量重物做自由落体运动的加速度。
(1)对该实验装置及其操作的要求,下列说法正确的是:( )
A.电磁打点计时器应接交流电源
B.打点计时器的两个限位孔应在同一条竖直线上
C.重物最好选用密度较小的材料,如泡沫塑料
D.开始时应使重物靠近打点计时器处并保持静止
E.操作时,应先放开纸带后接通电源
F.为了减小误差,应重复多次实验,在打出的纸带中挑选一条最清晰的
G.为了便于测量,一定要找到打点计时器打下的第一个点,并选取其以后各连续的点作为计数点;
(2)如图是某同学在实验中得到的一条较为理想的纸带。把开头几个模糊不清的点去掉,以较清晰的某一个点作为计数点O,随后每打3个点取一个计数点依次标记为点A、B、C、D。测量出各点间的距离已标在纸带上。求打点计时器打出点B时重物的瞬时速度为 m/s,物体做自由落体运动的加速度的值约为 m/s2;(本题计算结果保留3位有效数字)
(3)若实验中所得到的重物下落的加速度值小于当地的重力加速度值,而实验操作与数据处理均无错误,写出一个你认为可能引起此误差的原因: 。
【答案】 ABDF 1.18 9.58 ①电磁打点计时器的限位孔、振针都对纸带有摩擦阻力;②空气的阻力
【详解】解:(1)[1]A.电磁打点计时器应接交流电源,A正确;
B.为减小实验误差,打点计时器的两个限位孔应在同一条竖直线上,B正确;
C.为减小重物下落时受到的阻力,重物最好选质量大点,体积小点的,所以重物应用密度较大的材料,如金属重物,C错误;
D.开始时应使重物靠近打点计时器处并保持静止,以便打出一条打点完整的纸带,D正确;
E.操作时,应先接通电源,待打点计时器打点稳定后,再放开纸带,E错误;
F.为了减小误差,应重复多次实验,在打出的纸带中挑选一条最清晰的,F正确;
G.为了便于测量,不一定要找到打点计时器打下的第一个点,因为刚开始打出的点一般比较模糊、密集,不便于测量,只要选取清晰便于测量并各连续的点作为计数点即可,G错误。
故选ABDF。
(2)[2] 从计数点O开始,每打3个点取一个计数点,所以打相邻两个计数点的时间间隔是T=0.02s×3=0.06s,打点计时器打出点B时重物的瞬时速度为
[3]物体做自由落体运动的加速度由∆x=aT2求得
加速度值约为9.58m/s2。
(3)[4] 若实验中所得到的重物下落的加速度值小于当地的重力加速度值,而实验操作与数据处理均无错误,可能引起此误差的原因:①电磁打点计时器的限位孔、振针都对纸带有摩擦阻力;②空气的阻力。
12.(20-21高一下·四川泸州·阶段练习)某同学按如图所示装置做“探究小车速度随时间变化的规律”的实验。
(1)释放小车时,实验装置如图甲所示,指出该装置或操作中错误的有 。
A.电磁打点计时器接在直流电源上了
B.应先接通电源,待打点稳定后再释放小车
C.小车离打点计时器过远
(2)如图乙为改正装置后打下的一条纸带的中间部分,为其中连续打出的四个点(已知打点计时器打点时间间隔)。由于操作不慎,C点模糊了,小明仍用此纸带来研究。从图上可以读得A点在刻度尺上位置的读数为 cm,在打下C点时小车的速度最接近于 m/s(结果保留三位有效数字)。
【答案】 AC 2.95 1.40
【详解】(1)[1]A.电磁打点计时器应接在交流电源上,A错误;
B.应先接通电源,待打点稳定后再释放小车,B正确;
C.小车离打点计时器过远,小车应靠近打点计时器,C错误。
故选AC。
(2)[2]A点在刻度尺上位置的读数为2.95cm。
[3]打点计时器打点时间间隔,在打下C点时小车的速度
13.(20-21高一上·浙江温州·阶段练习)(1)关于电磁打点计时器的使用,下列说法正确的是 。
A.在测量物体速度时,先让物体运动,后接通电源
B.使用的电源频率越高,打点的时间间隔就越大
C.纸带上打的点越密,说明物体运动的越慢
(2)电磁打点计时器是测量时间的仪器,电源频率是50Hz,它每隔 s打一次点,在测定匀变速直线运动加速度实验中,某次实验纸带的记录如图所示,纸带上O、A、B、C、D、E、F、G为计数点,每相邻两个计数点间还有4个点没有画出,由图可知纸带的加速度等于 m/s2,在打D点时纸带的速度为 m/s(保留两位有效数字)。
【答案】 C 0.02 0.75 0.40
【详解】(1)[1]A.实验过程应先接通电源,后释放纸带,否则在纸带上留下的点很少,不利于数据的处理和减小误差,A错误;
B.打点的时间间隔取决于交流电压的频率,电源频率越高,打点的时间间隔就越小,B错误;
C.纸带上打的点越密,说明相等的时间间隔位移越小,即物体运动的越慢,C正确。
故选C。
(2)[2] 电源频率是50Hz,则打一次点的时间间隔为
[3] 每相邻两个计数点间时间间隔
小车运动的加速度
[4] 纸带上D点时小车的瞬时速度
14.(20-21高一上·江苏南京·阶段练习)利用如图甲所示的实验装置“探究小车速度随时间变化的规律”。
(1)若使用的交流电频率为50Hz,打点计时器每隔 s打一次点;
(2)甲图中打点计时器的工作电源是 。
A.220V直流电源 B.220V交流电源
C.8V直流电源 D.8V交流电源
(3)在做该实验时,下列说法正确的是 ;
A.先接通电源,后释放纸带
B.停电后也可换用干电池来做
C.释放小车时小车应在靠近打点计时器的一端
D.计数点必须从纸带上打的第一个点开始选取
(4)如图乙所示为小车做匀加速直线运动打出的一条纸带,A、B、C、D、E是五个相邻的计数点,两相邻计数点间还有四个点未画出,电源频率为50Hz。打点计时器打下点C时小车的速度vC= m/s。通过对纸带数据分析,得到小车的加速度为a= m/s2.(结果保留两位有效数字)。
【答案】 0.02 B AC
【详解】(1)[1]交流电频率为50Hz,则可知打点时间间隔为0.02s;
(2)[2]电火花式打点计时器使用的是直插式220V交流电源,故选B;
(3)[3] A.实验中为了在纸带上打出更多的点,为了打点的稳定,具体操作中要求先启动打点计时器然后释放小车,故A正确;
B.打点计时器使用的是交流电源,故B错误;
C.释放小车时小车应靠近打点计时器,故C正确;
D.选择纸带时要选点迹清晰的点,不一定必须从纸带上第一个点选取,故D错误。
故选 AC。
(4)[4]由于两相邻计数点间有四个点未画出,所以两相邻计数点时间间隔为
根据匀变速直线运动中,在极短时间内的平均速度等于该时刻的瞬时速度得
[5]根据匀变速直线运动的推论
解得
15.(20-21高一上·广西百色·期末)在练习使用打点计时器的实验中,请回答以下问题:
(1)如图甲、乙所示分别为电磁打点计时器和电火花打点计时器,两种计时器都是实验中常用的实验器材,关于这两种打点计时器,下列说法正确的是 :
A.甲使用直流电源,乙使用交流电源
B.它们都使用的交流电源
C.它们打点周期都是
D.乙工作时纸带受到的阻力较小,实验误差较小
(2)小兰使用打点计时器打出的一条纸带如图丙所示,为在纸带上所选的计数点,已知相邻计数点间的时间间隔为,由纸带所示数据可算出:打点计时器打下点时纸带的速度大小为 ;纸带运动的加速度大小为 (结果均保留两位有效数字)。
【答案】 CD 1.5 2.0
【详解】(1)[1]AB.甲是电磁打点计时器,使用低压交流电源;乙是电火花打点计时器,使用220V交流电源,AB错误;
C.两种打点计时器使用的交流电频率都为50Hz,两种打点计时器都每隔0.02s打一个点,C正确;
D.和电磁打点计时器相比,电火花打点计时器工作时不需要振针跟纸带发生接触,纸带运动时受到的阻力较小,实验误差也较小,D正确。
故选 CD。
(2)[2]打下C点时纸带的速度大小为
[3]纸带的加速度大小为
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第04讲:实验、探究小车速度随时间变化的规律
【考点归纳】
【知识归纳】
知识点一、实验原理、器材、原理和数据记录
1.利用纸带计算瞬时速度:以纸带上某点为中间时刻取一小段位移,用这段位移的平均速度表示这点的瞬时速度.
2.用v-t图像表示小车的运动情况:以速度v为纵轴、时间t为横轴建立直角坐标系,用描点法画出小车的v-t图像,图线的倾斜程度表示加速度的大小,如果v-t图像是一条倾斜的直线,说明小车的速度是均匀变化的.
器材:打点计时器(带导线)、交变电源、纸带、一端带有定滑轮的长铝板、小车、细绳、槽码、刻度尺、复写纸、坐标纸.
步骤
1.如图所示,把一端带有定滑轮的长铝板平放在实验桌上,并使滑轮伸出桌面.铝板上放一个可以左右移动的小车,小车一端连接穿过打点计时器的纸带,另一端连接绕过滑轮系有槽码的细绳.
2.把小车停在靠近(填“靠近”或“远离”)打点计时器的位置.先启动打点计时器,后放开小车(填“启动打点计时器”或“放开小车”),让小车拖着纸带运动,打点计时器就在纸带上打下一行小点.随后,立即关闭电源.
3.换上新纸带,并增减所挂槽码(或在小车上放置重物),重新操作两次.
数据记录
1.采集数据
舍掉纸带开头一些过于密集的点,找一个适当的点作为计时起点.可选择相隔0.1 s(或更短)的若干计数点进行测量.
如图所示,先测量出各个计数点到计时起点的距离:x1、x2、x3、x4、x5…,再计算出相邻的两个计数点间的距离:Δx1=x1,Δx2=x2-x1,Δx3=x3-x2,Δx4=x4-x3,Δx5=x5-x4,…,填入自己设计的表中.
2.求各计数点的瞬时速度
(1)各计数点对应的瞬时速度用平均速度来代替,即v1=,v2=,…
T为相邻两个计数点间的时间间隔,若交流电源频率为50 Hz,每5个点取一个计数点(中间隔4个点),则T=0.1 s.
(2)设计表格并记录相关数据
位置编号
0
1
2
3
4
5
6
…
时间t/s
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
v1/(m·s-1)
v2/(m·s-1)
v3/(m·s-1)
…
数据分析
1.在坐标纸上建立直角坐标系,横轴表示时间,纵轴表示速度,并根据表格中的数据在坐标系中描点.
2.画一条直线,让这条直线通过尽可能多的点,不在直线上的点均匀分布在直线的两侧,偏差比较大的点忽略不计,如图所示.
3.观察所得到的直线,分析物体的速度随时间的变化规律.
4.根据所画v-t图像求出小车运动的加速度a=.六、注意事项
1.开始放开小车时,应使小车靠近(填“靠近”或“远离”)打点计时器.
2.先启动打点计时器,等打点稳定后,再放开小车(填“启动打点计时器”或“放开小车”).
3.打点完毕,立即关闭电源.
4.选取一条点迹清晰的纸带,舍掉开头点迹密集部分,选取适当的计数点(注意计数点与计时点的区别),弄清楚所选的时间间隔T等于多少.
5.不要分段测量各段距离,应尽可能地一次测量完毕(可统一量出各计数点到计时起点的距离
【题型归纳】
题型一:计算某点的瞬时速度
1.(24-25高一上·吉林松原·阶段练习)某同学在“研究匀变速直线运动”的实验中获得的一条纸带的一部分如图所示。打点计时器所接交流电源的频率为50Hz。
(1)打点计时器在纸带上打下相邻两点的时间间隔为 s。
(2)从图中可读出C、D两点间的距离 cm。
(3)打点计时器打下B点时纸带的速度大小为 m/s(结果保留两位有效数字)。
2.(21-22高一上·广东珠海·阶段练习)下面是某同学在研究物体做匀变速直线运动实验中获得的一条纸带。
(1)由图中可读出AB的间距x= cm;
(2)A、B、C、D是纸带上四个计数点,已知打点计时器电源的频率为50Hz,每两个相邻计数点间还有四个点没有画出,则相邻两计数点之间的时间间隔是 s;C点对应的速度是 m/s,物体运动的加速度为 m/s2(用定义法求,最后两空结果均保留两位有效数字)
3.(20-21高一上·安徽黄山·阶段练习)(1)电磁打点计时器使用电压约为 的 (选填“交流”或“直流”)电源。
(2)在“练习使用打点计时器”的实验中,利用重物牵引小车,用电磁打点计时器打点,打点的频率为f=50 Hz,实验时得到一条清晰的纸带。取纸带上的A、B、C……共7个点进行研究,这7个点和刻度尺标度的对应关系如图所示。
①小车相对图中方位向 (选填“左”或“右”)运动;
②A点到D点对应的平均速度是 m/s,F点对应的瞬时速度是 m/s;(以上两空均保留三位有效数字)
③如果当时交变电流的频率是f=51 Hz,而计算时仍按f=50 Hz,那么速度的测量值将 (选填“偏大”“偏小”或“相等”)。
题型二:逐差法求加速度
4.(24-25高一上·河北保定·期中)某同学在用电火花打点计时器和纸带做“研究匀变速直线运动规律”的实验时,得到一条打下的纸带如图所示,并在上面取了A、B、C、D、E五个计数点,相邻两个计数点间还有4个点(图中没有画出),打点计时器所用电源为频率50Hz的交流电源,即打点周期为T=0.02s。
(1)电火花打点计时器的工作电压为 V;
(2)计算打下 D 点的瞬时速度v的公式为 (选用题中所给的物理量T、、、、等字母表示);
(3)实验测得、、、,则物体的加速度大小为 (结果保留两位有效数字)。
5.(20-21高一下·浙江)(1)如图所示为“探究小车速度随时间变化的规律”的实验装置图,下列说法正确的是 。
A.先释放小车,再接通电源 B.先接通电源,再释放小车
C.打点计时器应使用交流电 D.打点结束,应先取下纸带,然后再关闭电源
(2)如图为在“探究小车速度随时间的变化规律”实验中,得到的一条纸带,从中确定五个计数点,量得。每相邻两个计数点间的时间间隔是。则打C点时小车的速度 ,小车的加速度 。(结果均保留两位有效数字)
6.(20-21高一上·重庆沙坪坝·期中)某同学利用图(a)所示的实验装置探究物块速度随时间的变化。物块放在桌面上,细绳的一端与物块相连,另一端跨过滑轮挂上钩码。打点计时器固定在桌面左端,所用交流电源频率为50Hz。纸带穿过打点计时器连接在物块上。启动打点计时器,释放物块,物块在钩码的作用下拖着纸带运动。打点计时器打出的纸带如图(b)所示(图中相邻两点间有4个点未画出)。
根据实验数据分析,该同学认为物块的运动为匀加速运动。回答下列问题:
(1)在打点计时器打出B点时,物块的速度大小为 m/s。在打出D点时,物块的速度大小为 m/s。(保留两位有效数字)
(2)物块的加速度大小为 m/s2。(保留两位有效数字)
(3)如果当时电网中交变电流的频率是f=51Hz,而做实验的同学并不知道,将使加速度的测量值比实际值偏 (选填“大”或“小”),由此引起的误差属于 误差。
题型三:探究速度随时间变化的规律
7.(24-25高一上·江西抚州·阶段练习)某同学用如图甲所示的装置探究匀变速直线运动的规律,得到一条纸带如图乙所示,并在其上取了共7个计数点,每相邻两个计数点间还有4个点没有画出。
(1)实验过程中,下列做法正确的是
A.先释放小车,再接通电源
B.先接通电源,再释放小车
C.释放小车前将接好纸带的小车停在靠近滑轮处
D.释放小车前将接好纸带的小车停在靠近打点计时器处
(2)经过测量并计算得到打下各点时小车的瞬时速度,如表所示:
对应点
B
C
D
E
F
速度
0.141
0.180
0.218
0.262
0.301
(3)根据(2)中得到的数据,以打下A点时对应的时刻为时刻,在下图所示坐标系中作出图像,利用如图求得小车的加速度 。(结果保留两位有效数字)
(4)若该同学处理数据时每隔3个点取一个计数点,但计算速度时却把相邻计数点时间间隔用0.1秒代入计算,则因此算出的速度数值与真实的速度数值相比 (选填“偏大”或“偏小”)。求得的加速度a数值与真实的加速度数值相比 (选填“偏大”、“偏小”或“相等”)
8.(24-25高一上·湖北·阶段练习)某一学习小组的同学想通过打点计时器在纸带上打出的点迹来探究小车速度随时间变化的规律,实验装置如图所示。
(1)常见的打点计时器使用的都是 电源(填“直流”或“交流”),当电源频率为时,每隔 s打一个点。
(2)关于本实验,下列说法正确的是___________。
A.释放纸带的同时,接通电源 B.先接通电源打点,后释放纸带运动
C.先释放纸带运动,后接通电源打点 D.纸带上的点迹越密集,说明纸带运动的速度越小
(3)要测量小车的速度。除打点计时器(含所用电源、纸带、墨粉纸盘)外还必须使用的测量工具是 。
(4)该小组在规范操作下得到一条点迹清晰的纸带如图所示,在纸带上依次选出7个计数点,分别标上和,每相邻的两个计数点间还有四个点未画出,打点计时器所用电源的频率是。(以下结果均保留两位小数)
①每相邻两计数点的时间间隔为 s,打点时小车的速度 。
②分别算出其他各点的速度:
,,,,请在如图所示的坐标系中作出小车运动的图像(以打A点时开始计时)( )。并说明小车速度变化的规律 。
③根据图线求出小车运动的加速度 ;
④将图线延长与纵轴相交,交点的纵坐标是 ,此速度的物理意义是 。
(5)实验完毕后,某同学发现实验时电源的实际频率小于50赫兹,那么速度的测量值比实际值 (选填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
9.(23-24高一上·青海西宁·阶段练习)某一学习小组的同学想通过打点计时器在纸带上打出的点迹来探究小车速度随时间变化的规律,实验装置如图所示。
(1)常见的打点计时器有两种: 和 ,它们使用的都是 电源(填“直流”或“交流”),当电源频率为50Hz时,每隔 s打一个点。
(2)关于本实验,下列说法正确的是 。
A.释放纸带的同时,接通电源 B.先接通电源打点,后释放纸带运动
C.先释放纸带运动,后接通电源打点 D.纸带上的点迹越密集,说明纸带运动的速度越小
(3)要测量小车的速度。除打点计时器(含所用电源、纸带、墨粉纸盘)外还必须使用的测量工具 。
(4)该小组在规范操作下得到一条点迹清晰的纸带如图所示,在纸带上依次选出7个计数点,分别标上O、A、B、C、D、E和F,每相邻的两个计数点间还有四个点未画出,打点计时器所用电源的频率是50Hz。
①每相邻两计数点的时间间隔为 s,如果测得C、D两点间距x4=2.70cm,D、E两点间距x5=2.90cm,则打D点时小车的速度vD= m/s(结果保留3位有效数字)。
②该同学分别算出其他各点的速度:vA=0.220m/s,vB=0.241m/s,vC=0.258m/s,vE=0.300m/s,请在如图所示的坐标系中作出小车运动的v−t图像 。并说明小车速度变化的规律
③小车连接在纸带的 (选填“左端”或“右端”)
题型四:图像法处理实验数据
10.(24-25高一上·山东威海·期末)某小组利用如图甲所示的装置探究小车速度随时间变化的规律,请回答以下问题:
(1)除了图甲中已有的器材外,要完成实验还需要的器材有__________;
A.220V交流电源 B.8V交流电源 C.毫米刻度尺 D.天平
(2)处理数据时,选出一条如图乙所示的纸带,纸带上的数字为相邻两个计数点间的距离,相邻两计数点间还有4个点没有画出,打点计时器的电源频率为50Hz。根据纸带上的数据,计算打下A、B、C、D、E点的瞬时速度并填在表中,C点的瞬时速度为 m/s;
位置
A
B
C
D
E
0.605
0.810
1.175
1.390
(3)在答题纸的坐标纸中描出C点的位置并画出小车的图像 ,根据图像求得小车的加速度为 ;(保留三位有效数字)
(4)某同学只测量OC和CF的长度分别为、,如图丙所示,若纸带上相邻两计数点的时间间隔为t,则小车的加速度表达式为 。
11.(23-24高一上·四川内江·阶段练习)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(交流电频率是50Hz),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,每两个相邻的计数点之间有四个点未画出。(以下计算结果保留3位有效数字)。
(1)电磁打点计时器是一种使用交流电源的计时仪器,根据打点计时器打出的纸带,下列选项中:
A.时间间隔 B.位移 C.平均速度 D.瞬时速度
我们可以从纸带上直接得到的物理量是 ,测量得到的物理量是 ,通过计算能得到的物理量是 (填选项前的字母)。
(2)根据纸带上各个计数点间的距离,计算出打下B、C、D、E、F五个点时小车的瞬时速度,各个速度值如下表。计算出B点速度的大小 。
vB
vC
vD
vE
vF
数值/(m·s-1)
0.479
0.560
0.640
0.721
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 。
(3)根据图像求出小车的加速度a= 。
12.(22-23高一上·湖北武汉·阶段练习)在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中,某同学得到一条用电火花计时器打下的纸带如图甲所示,并在其上取了A、B、C、D、E、F、G共7个计数点(每相邻两个计数点间还有4个点没有画出),电火花计时器接220 V、50 Hz交变电源。他经过测量并计算得到电火花计时器在打B、C、D、E、F各点时小车的瞬时速度如下表:
对应点
B
C
D
E
F
速度(m/s)
0.141
0.185
0.220
0.254
0.301
(1)设电火花计时器的打点周期为T,计算vF的公式为vF= ;
(2)根据表中的数据,以A点对应的时刻为t=0,在图乙所示坐标系中合理地选择标度,作出v-t图像 ;
(3)利用该图像求得小车的加速度a= m/s2;(结果保留2位有效数字)
(4)如果当时电网中交变电流的电压变成210 V,而做实验的同学并不知道,那么加速度的测量值与实际值相比 (选填“偏大”“偏小”或“不变”)。如果当时电网中交变电流的频率是f=51 Hz,而做实验的同学并不知道,那么加速度的测量值与实际值相比 (选填“偏大”“偏小”或“不变”)。
【专项训练】
1.(24-25高一上·浙江·期中)用打点计时器、平板、小车等器材做研究匀变速直线运动的实验。
(1)穿入打点计时器限位孔的纸带,正确的是 (填“甲”或“乙”)
(2)如图是学生即将释放小车之前的装置图及操作,以下存在错误的是( )
A.细线与木板不平行
B.打点计时器接的是直流电源
C.小车释放的位置离计时器较远
D.无论什么计时器,使用时均要先接通电源,后释放纸带
2.(24-25高一上·甘肃武威)光电门是物理实验中用来测量时间的一种常用设备,如图1所示,S是光源,K是光接收器,当有不透明物体通过光电门时,物体会遮住光源,接收器K接收不到光信号,计时器便开始计时,当物体通过后,接收器K重新接收到光信号,计时结束,即可记录物体通过光电门所用的时间。如图2所示,某同学用光电门测量小车沿斜面向下运动的速度,小车上安装有遮光板,A、B是安装在斜面上不同位置的两个光电门。
(1)若小车上的遮光板宽度为d,小车通过光电门时,计时器记录的时间为t,则小车通过光电门的速度v= 。
(2)若已知遮光板宽度d=1cm,让小车从斜面顶端以一定的初速度开始沿斜面向下运动,两光电门计时器记录的时间分别为tA=0.01s,tB=0.004s,则小车通过A、B两位置的速度分别为vA= m/s,vB= m/s。(结果均保留2位有效数字)
(3)由实验可知,小车沿斜面向下做 (选填“匀速”、“加速”或“减速”)运动。
3.(23-24高二下·吉林长春·期末)在“探究小车速度随时间变化规律”实验中:
(1)实验器材有一端附有滑轮的长木板、小车、纸带、细绳、钩码、电火花打点计时器、导线和复写纸。除上述器材外,还需要使用的有 (填选项前字母)。
A.交流电源 B.交流电源 C.秒表 D.刻度尺
(2)甲同学在实验中得到如图所示的一条纸带(两计数点间还有四个点没有画出),已知打点计时器采用的是频率为50Hz的交流电,根据纸带可求出第4个计数点的瞬时速度为 m/s,小车的加速度为 (结果保留两位有效数字)。
4.(24-25高一上·全国)结合“探究小车速度随时间变化的规律”的实验(装置如图甲),完成下列问题:
(1)如图乙,刻度尺的0刻度与“0”点对齐,测量点“4”到“0”的距离为 cm;该同学已将1、2、3、4点对应时刻的瞬时速度进行计算填入表中,请你将测量点“5”对应时刻的瞬时速度填入表中(结果保留三位有效数字);请你把“5”的数据补充到图丙中,并拟合图线。
测量点
1
2
3
4
5
瞬时速度(m·s-1)
0.501
0.520
0.525
0.540
( )
(2)根据拟合好的图像求出小车的加速度大小为a= m/s2.(结果保留三位有效数字)
(3)关于该实验,下列说法正确的是___________。
A.重复实验时,可以增加悬挂的槽码,也可以在小车里增加钩码
B.实验时,牵引小车的细绳必须平行于长木板,而且长木板也必须水平放置
C.若实验时电源频率略低于50 Hz,但该同学并不知道,则小车速度测量值将大于实际值
D.如果实验用电火花计时器,实验时的电压略低于220 V,则加速度的测量值将小于实际值
5.(23-24高一上·陕西西安·期中)某同学采用了如图所示的实验装置来完成“研究匀变速直线运动的规律”实验。放置在气垫导轨上的滑块上装有宽度的遮光条,滑块在牵引力作用下先后通过两个光电门,配套的数字计时器(图中未画出)记录了遮光条通过光电门1的时间,通过光电门2的时间,用刻度尺测出两个光电门之间的距离,则遮光条经过光电门1时的速度大小 ,滑块的加速度大小 ,遮光条从光电门1运动到光电门2的时间 s。(计算结果均保留两位有效数字)
6.(23-24高一上·陕西榆林·阶段练习)在探究小车做匀变速直线运动的规律的实验中,用到如图甲、乙所示的两种打点计时器。
(1)图乙是 (填“电磁打点计时器”或“电火花打点计时器”),其电源采用的是 (填“交流约8V”或“交流220V”)。
(2)关于打点计时器的使用,下列说法正确的是 。
A.在测量物体速度时,应先让物体运动,后接通打点计时器的电源
B.电磁打点计时器和电火花打点计时器可以使用同样的电源
C.使用的电源频率越低,打点的时间间隔就越大
D.纸带上打的点越密,说明物体运动得越快
(3)某次实验中得到一条如图丙所示的纸带,纸带上相邻计数点间还有四个点没画出来,用刻度尺测得、、、间的距离分别为,,,,计时器打点频率为50Hz。则相邻两个计数点间的时间间隔为 s。从O点到C点纸带的平均速度大小为 m/s;打点B时小车的速度大小 m/s;小车运动的加速度大小 m/s(保留两位小数)。
7.(22-23高一上·湖北鄂州·期中)某探究小组的同学利用如图甲所示的装置“探究小车速度随时间变化的规律”,图乙是某次实验获取的一段纸带。请你根据题图回答以下问题:
(1)除了图甲中标出的器材外,还需要 。
A.弹簧测力计 B.刻度尺 C.天平 D.秒表
(2)本次实验选择的打点计时器是图 (选填“丙”或“丁”)中的计时器,该计时器的工作电压是 (选填“直流电”或“交流电”)。
(3)根据图乙中记录的实验数据,可以推算出此次实验所用的刻度尺是 。
A.毫米刻度尺 B.厘米刻度尺
(4)实验中打点计时器每隔0.02s打一个点,打出的纸带如图乙所示,则可大致判断出小车做 (选填“匀速直线”或“匀变速直线运动”),这是因为 。若纸带上相邻两个计数点之间还有四个点未画出,则打B点时小车的速度大小是 m/s(计算结果保留两位有效数字),速度方向是 (选填“从A向C”或“从C向A”)。
8.(22-23高一上·云南昭通·阶段练习)小华同学在“研究匀变速直线运动”的实验中,将打点计时器固定在某处,在绳子拉力的作用下小车拖着穿过打点计时器的纸带在水平木板上运动,如图1所示。由打点计时器得到表示小车运动过程的一条清晰纸带的一段。如图2所示,在打点计时器打出的纸带上确定出八个计数点,相邻两个计数点之间的时间间隔为0.1s,并用刻度尺测出了各计数点到0计数点的距离,图中所标数据的单位是cm。
(1)小华利用家庭电源来做实验,因此应该选择 打点计时器,工作电压为 。
(2)根据纸带提供的信息,小华同学已经计算出了打下1、2、3、4、5这五个计数点时小车的速度、请你帮助他计算出打下计数点6时小车的速度(结果保留3位有效数字)并填入下表 。
计数点
1
2
3
4
5
6
t/s
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
v/(m·s-1)
0.358
0.400
0.440
0.485
0.530
(3)根据v-t图像可知,小车运动的加速度为 m/s2(保留2位有效数字)。
9.(22-23高一上·湖南株洲·阶段练习)某一学习小组的同学想通过打点计时器在纸带上打出的点迹来探究小车速度随时间变化的规律,实验装置如图所示。
(1)常见的打点计时器使用的是 电源(“直流”或“交流”);
(2)关于本实验,下列说法正确的是 ;
A.释放纸带的同时,按通电源
B.先接通电源打点,后释放纸带运动
C.先释放纸带运动,后接通电源打点
D.纸带上的点迹越密集,说明纸带运动的速度越小
(3)该小组在规范操作下得到一条点迹清晰的纸带如图所示,在纸带上依次选出7个计数点,分别标上O、A、B、C、D、E和F,每相邻的两个计数点间还有四个点未画出,打点计时器所用电源的频率是50Hz。
①如果测得C、D两点间距,D、E两点间距,则打D点时小车的速度 m/s(结果保留3位有效数字);
②该同学分别算出其他各点的速度:,,,,请在如图所示的坐标系中作出小车运动的图像 ,并说明小车速度变化的规律 。
10.(21-22高一上·北京东城·期中)实验课上:同学们利用打点计时器等器材,研究小车做匀变速直线运动的规律。主要实验步骤有:
A.把小车停在靠近打点计时器处,接通电源放开小车,让小车拖着纸带运动,打点计时器在纸带上打一系列的点。
B.把细绳拴在小车上,并在另一端挂上适当的钩码,使之跨过定滑轮,调整装置,使小车能在长木板平稳地加速滑行。把纸带穿过打点计时器,并将其一端固定在小车的后面。
C.把一端装有定滑轮的长木板平放在实验桌上,使滑轮伸出桌面,把打点计时器固定在木板没有滑轮的一端。
D.更换新纸带,重复实验三次,选择一条最理想的纸带进行分析。
(1)对上述实验步骤进行合理排序 (写步骤前的字母)。
(2)其中一个小组的同学从所打的几条纸带中选取了一条点迹清晰的纸带。如图所示,图中A、B、C、D、E是按打点先后顺序依次选取的计数点,相邻计数点间的时间间隔T=0.1s。由图中的数据可知,打点计时器打下C点时小车运动的速度是 m/s,小车运动的加速度是 m/s2。
11.(21-22高一上·黑龙江大庆)某同学仿照“探究小车速度随时间变化的规律”这一实验,利用如图所示的装置测量重物做自由落体运动的加速度。
(1)对该实验装置及其操作的要求,下列说法正确的是:( )
A.电磁打点计时器应接交流电源
B.打点计时器的两个限位孔应在同一条竖直线上
C.重物最好选用密度较小的材料,如泡沫塑料
D.开始时应使重物靠近打点计时器处并保持静止
E.操作时,应先放开纸带后接通电源
F.为了减小误差,应重复多次实验,在打出的纸带中挑选一条最清晰的
G.为了便于测量,一定要找到打点计时器打下的第一个点,并选取其以后各连续的点作为计数点;
(2)如图是某同学在实验中得到的一条较为理想的纸带。把开头几个模糊不清的点去掉,以较清晰的某一个点作为计数点O,随后每打3个点取一个计数点依次标记为点A、B、C、D。测量出各点间的距离已标在纸带上。求打点计时器打出点B时重物的瞬时速度为 m/s,物体做自由落体运动的加速度的值约为 m/s2;(本题计算结果保留3位有效数字)
(3)若实验中所得到的重物下落的加速度值小于当地的重力加速度值,而实验操作与数据处理均无错误,写出一个你认为可能引起此误差的原因: 。
12.(20-21高一下·四川泸州·阶段练习)某同学按如图所示装置做“探究小车速度随时间变化的规律”的实验。
(1)释放小车时,实验装置如图甲所示,指出该装置或操作中错误的有 。
A.电磁打点计时器接在直流电源上了
B.应先接通电源,待打点稳定后再释放小车
C.小车离打点计时器过远
(2)如图乙为改正装置后打下的一条纸带的中间部分,为其中连续打出的四个点(已知打点计时器打点时间间隔)。由于操作不慎,C点模糊了,小明仍用此纸带来研究。从图上可以读得A点在刻度尺上位置的读数为 cm,在打下C点时小车的速度最接近于 m/s(结果保留三位有效数字)。
13.(20-21高一上·浙江温州·阶段练习)(1)关于电磁打点计时器的使用,下列说法正确的是 。
A.在测量物体速度时,先让物体运动,后接通电源
B.使用的电源频率越高,打点的时间间隔就越大
C.纸带上打的点越密,说明物体运动的越慢
(2)电磁打点计时器是测量时间的仪器,电源频率是50Hz,它每隔 s打一次点,在测定匀变速直线运动加速度实验中,某次实验纸带的记录如图所示,纸带上O、A、B、C、D、E、F、G为计数点,每相邻两个计数点间还有4个点没有画出,由图可知纸带的加速度等于 m/s2,在打D点时纸带的速度为 m/s(保留两位有效数字)。
14.(20-21高一上·江苏南京·阶段练习)利用如图甲所示的实验装置“探究小车速度随时间变化的规律”。
(1)若使用的交流电频率为50Hz,打点计时器每隔 s打一次点;
(2)甲图中打点计时器的工作电源是 。
A.220V直流电源 B.220V交流电源
C.8V直流电源 D.8V交流电源
(3)在做该实验时,下列说法正确的是 ;
A.先接通电源,后释放纸带
B.停电后也可换用干电池来做
C.释放小车时小车应在靠近打点计时器的一端
D.计数点必须从纸带上打的第一个点开始选取
(4)如图乙所示为小车做匀加速直线运动打出的一条纸带,A、B、C、D、E是五个相邻的计数点,两相邻计数点间还有四个点未画出,电源频率为50Hz。打点计时器打下点C时小车的速度vC= m/s。通过对纸带数据分析,得到小车的加速度为a= m/s2.(结果保留两位有效数字)。
15.(20-21高一上·广西百色·期末)在练习使用打点计时器的实验中,请回答以下问题:
(1)如图甲、乙所示分别为电磁打点计时器和电火花打点计时器,两种计时器都是实验中常用的实验器材,关于这两种打点计时器,下列说法正确的是 :
A.甲使用直流电源,乙使用交流电源
B.它们都使用的交流电源
C.它们打点周期都是
D.乙工作时纸带受到的阻力较小,实验误差较小
(2)小兰使用打点计时器打出的一条纸带如图丙所示,为在纸带上所选的计数点,已知相邻计数点间的时间间隔为,由纸带所示数据可算出:打点计时器打下点时纸带的速度大小为 ;纸带运动的加速度大小为 (结果均保留两位有效数字)。
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