PAGEPAGE5第四節試驗：用打點計時器測速度一、選擇題1．(試驗原理)打點計時器的打點周期取決于()A．溝通電壓的凹凸B．溝通電的頻率C．溝通電的電流大小D．振針與復寫紙間的距離答案B解析打點計時器打點周期只取決于溝通電的頻率，與其他無關。故選B。2．(誤差分析)(多選)采納下列哪些措施，有利于削減紙帶因受到摩擦而產生的誤差()A．改用6V直流電源B．將電磁打點計時器換成電火花計時器C．用平整的紙帶，不用褶皺的紙帶D．紙帶理順攤平，不讓它卷曲、歪斜答案BCD解析打點計時器須要連接溝通電源，A錯誤。電火花計時器是通過電火花將墨粉紙盤上的粉墨打到紙帶上的，不須要振針與紙帶接觸，所以摩擦力較小，B正確。平整的紙帶通過打點計時器時受到的摩擦力比褶皺的小，C正確。將紙帶理順攤平，不讓它卷曲、歪斜可減小紙帶所受的摩擦，D正確。3．(試驗器材)(多選)下列對電磁打點計時器和電火花計時器的有關說法中，正確的是()A．電磁打點計時器和電火花計時器都運用溝通電B．兩種打點計時器的打點頻率都與溝通電源的頻率相同C．電火花計時器在紙帶上打點是靠振針和復寫紙D．電磁打點計時器在紙帶上打點是靠放電針和墨粉紙盤答案AB解析電磁打點計時器運用的是4～6V的低壓溝通電，電火花計時器運用的是220V的溝通電，A正確；兩者的打點周期都與溝通電頻率相等，B正確；電火花計時器在紙帶上打點時，放電針和墨粉紙盤間產生火花放電，墨粉在紙帶上留下點跡，電磁打點計時器打點是靠振針和復寫紙，C、D錯誤。4．(留意事項)關于電磁打點計時器的運用，下列說法中正確的是()A．應接低于6V的直流電源B．紙帶必需穿過限位孔，并留意把紙帶壓在復寫紙的上面C．要先通電，后釋放紙帶，打點結束后馬上切斷電源D．要先釋放紙帶，后通電，打點結束后馬上切斷電源答案C解析打點計時器分為電磁打點計時器和電火花計時器，電磁打點計時器用的是低壓溝通電源，不是直流電源，故A錯誤。紙帶必需穿過限位孔，應當把復寫紙壓在紙帶的上面，故B錯誤。運用打點計時器時，應先接通電源，待打點計時器穩定后，再釋放紙帶，打點結束后馬上切斷電源，故C正確，D錯誤。故選C。5．(數據處理)在練習運用打點計時器時，小車拖動紙帶并在上面打下一系列的點，依據所打出的紙帶推斷小車是做勻速直線運動還是變速直線運動的方法是()A．應通過測量紙帶表示的運動的全程的位移來推斷B．必需通過計算隨意兩點間的平均速度來推斷C．必需通過計算全程的平均速度來推斷D．可以通過測量每相鄰兩點間的距離，看其是否相等來推斷答案D解析紙帶與小車相連，紙帶的運動狀況與小車的運動狀況相同。若紙帶上相鄰兩點間的距離均相等，則小車做勻速直線運動；若不相等，則小車做變速直線運動，故D正確。6．(數據處理)如下圖所示為一條打點計時器正常工作時打出的紙帶，其中A、B、C、D、E為計時器連續打下的五個點，且打點計時器打點的時間間隔為T。為求得計時器打點C時紙帶的速度，則下列算式中最合理的是()A.eq\f(Δx1,T)B.eq\f(Δx2＋Δx3,2T)C.eq\f(Δx3＋Δx4,2T)D.eq\f(Δx1＋Δx2＋Δx3,3T)答案B解析求打某點時的瞬時速度，利用的是對平均速度取極限的思想方法，故為求打點C時紙帶的速度，可以在C點兩側各取一點，使這兩點間所對應的時間間隔盡量最短，由題中圖可知，所取的兩點應為點B和D，則B、D之間的平均速度vBD＝eq\f(Δx2＋Δx3,2T)即為所求，故選B。7．(數據處理)如圖所示是一位同學運用打點計時器得到的兩條紙帶，他將兩條紙帶(甲、乙)上下并排放在一起進行比較，在圖中A、B之間，兩條紙帶(甲、乙)運動的時間之比是()A．1∶1B．2∶1C．1∶2D．無法比較答案B解析假設打點計時器運用的是頻率為f的溝通電源，紙帶上每打出兩個相鄰點所經驗的時間為T，則甲、乙紙帶上A、B間時間之比為eq\f(t甲,t乙)＝eq\f(10T,5T)＝eq\f(2,1)，B正確。8．(試驗創新)用同一張底片對著小球運動的路徑每隔eq\f(1,10)s拍一次照，得到的照片如下圖所示，則小球在圖中過程運動的平均速度大小是()A．0.25m/sB．0.2m/sC．0.17m/sD．無法確定答案C解析由于此過程小球的位移為5cm，所經時間為t＝3×eq\f(1,10)s＝0.3s，所以eq\x\to(v)＝eq\f(5×10－2,0.3)m/s≈0.17m/s，故C正確。9．(誤差分析)打點計時器運用溝通電源的頻率為50Hz，在“探究小車速度隨時間改變的規律”的試驗中，若溝通電的頻率變小了而未被發覺，則測得小車的速度值與真實值比較將()A．偏大B．偏小C．無影響D．無法推斷答案A解析打點計時器打點的頻率是由電源的頻率確定的，且打點的頻率等于電源的頻率。當溝通電電源的頻率為50Hz時，打點計時器每隔0.02s打一個點；當溝通電電源頻率低于50Hz時，打點計時器打點的時間間隔將大于0.02s，計算速度時假如仍按0.02s計時，由v＝eq\f(x,t)可知，因測量值t小于真實值，故導致測量出的速度大于真實值。10.(試驗創新)用如圖所示的計時裝置可以近似測出氣墊導軌上滑塊的瞬時速度。已知固定在滑塊上的遮光條的寬度為4.0mm，遮光條經過光電門的遮光時間為0.04s。則滑塊經過光電門位置時的速度大小為()A．0.1m/sB．100m/sC．4.0m/sD．0.4m/s答案A解析由瞬時速度可用相鄰的極短時間內的平均速度表示知，滑塊經過光電門時的速度大小為v＝eq\f(x,t)＝eq\f(4.0×10－3,0.04)m/s＝0.1m/s，A正確。二、非選擇題(依據題目要求作答，計算題須寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟，有數值計算的題注明單位)11．(數據處理)如圖所示，甲、乙兩位同學對同一條紙帶上的點進行讀數，甲實行的方法是用刻度尺先測出AB間距離為x1，再分別測出BC間距離x2，CD間距離x3，DE間距離x4，然后代入公式求解。而乙同學只把刻度尺零刻度線對齊A點，依次讀出B、C、D、E4點的刻度值x1′、x2′、x3′、x4′，通過計算的方法求出AB間距離為x1′，BC間距離為x2′－x1′，CD間距離為x3′－x2′，DE間距離為x4′－x3′，再代入數據求解，你認為哪位同學的測量方法更好一些，誤差更小一些？答案乙同學的測量方法更好一些，誤差更小一些解析甲同學測量過程多次移動刻度尺的零刻度線，每移動一次讀一次數。而乙同學則只對準一次零刻度線，讀出其余各點到第一個點的距離，再進行計算求解，另外測量過程中測量的位移越長，讀數產生的相對誤差越小，所以乙同學在讀數過程中誤差更小一些。12．(留意事項)某學生在用電磁打點計時器做測定小車速度的試驗時，其起先時的裝配圖如圖所示，其中有錯誤與不妥之處，請把它找出來。________________________________________________________________________________________________________________________________________________。答案電磁打點計時器所接為直流電源；起先時，小車離打點計時器太遠，離定滑輪端太近解析電磁打點計時器必需接溝通電源，而圖上所接為直流電源，明顯是個錯誤；起先時，小車離打點計時器太遠，離定滑輪端太近，向前運動的余地太小，致使紙帶上空白段會較長且能留下的計時點過少，給測量帶來不便，產生較大誤差，故不妥。13．(數據處理)下圖是某同學在做“探究變速直線運動”的試驗中獲得的一條紙帶。(1)已知打點計時器電源頻率為50Hz，則紙帶上打相鄰兩點的時間間隔為________。(2)A、B、C、D是紙帶上四個連續的計數點，每兩個相鄰計數點間有四個點沒有畫出。從圖中讀出A、B兩點間距x＝________cm；C點對應的速度是________m/s。(計算結果保留兩位有效數字)答案(1)0.02s(2)0.70(0.68～0.72)0.10解析(1)已知打點計時器電源頻率為50Hz，則紙帶上打相鄰兩點的時間間隔為0.02s。(2)A、B兩點間距x＝0.70cm，C點對應的速度是vC＝eq\f(xBD,2T)＝eq\f(0.90＋1.10×10－2,0.2)m/s＝0.10m/s。14．(綜合提升)像打點計時器一樣，光電計時器也是一種探討物體運動狀況的常用計時儀器，其結構如圖甲所示，a、b分別是光電門的激光放射和接收裝置，當有物體從a、b間通過時，光電計時器就可以顯示物體的擋光時間?，F利用圖乙所示裝置測量速度，MN是水平桌面，PQ是長1m左右的木板，Q是木板與桌面的接觸點，1和2是固定在木板上適當位置的兩個光電門，與光電門連接的光電計時器沒有畫出。此外，在木板頂端的P點還懸掛著一個鉛錘。讓滑塊d從木板的頂端滑下，光電門1、2各自連接的計時器顯示的擋光時間分別為5.0×10－2s和2.0×10－2s，滑塊d的寬度為0.5cm。則滑塊通過光電門1的速度v1＝________m/s，滑塊通過光電門2的速度v2＝________m/s。答案0.10.25解析滑塊通過光電門1的時間是t1＝5.0×10－2s，位移是x1＝0.5cm＝0.5×1