第一章第4节实验：用打点计时器测速度课时练案

第4节 实验：用打点计时器测速度
题组1 电磁打点计时器和电火花计时器(时间：8分钟 分值：18分)
1.［10分］电磁打点计时器是一种使用 电源的计时仪器，它的工作电压是 ，当电源频率是50 Hz时，它每隔 s打一次点，使用电磁打点计时器时，纸带应穿过 ，复写纸应套在 上，并要放在纸带的 面;电火花计时器是利用 在纸带上打出一系列的点的计时仪器，工作电压为 V，使用时，把 套在纸盘轴上，并放于纸带上面，当电源频率是50 Hz时，它也是每隔 s打一次点。
2.［4分］(单选)电磁打点计时器振针打点周期决定于( )
A.交变电压的高低
B.交变电流的频率
C.永久性磁铁磁性的强弱
D.振针与复写纸间的距离
3.［4分］(多选)当纸带与运动物体连接时，打点计时器在纸带上打出点痕。下列关于纸带上点痕的说法中，正确的是( )
A.点痕记录了物体运动的时间
B.点痕记录了物体在不同时刻的位置和某段时间内的位移
C.纸带上点痕的分布情况，反映了物体的质量和形状
D.纸带上点痕的分布情况，反映了物体的运动情况
题组2 打点计时器的使用(时间：22分钟 分值：38分)
4.［4分］(多选)以下是练习使用电磁打点计时器的部分实验步骤，请将有错误的操作选择出来( )
A.把打点计时器固定在桌子上，纸带穿过限位孔，把复写纸片套在定位轴上，并压在纸带下面
B.把打点计时器的两个接线柱分别接上导线，与4 V~6 V低压交流电源相连
C.用手水平地牵动纸带，然后打开电源开关
D.取下纸带，用刻度尺测量某两个计时点间的距离，计算时间间隔t，用公式计算出纸带在此过程中运动的平均速度
5.［4分］(单选)如图1-4-1所示，是同一打点计时器打出的4条纸带，其中平均速度最大的是( )
图1-4-1
6.［6分］用接在50 Hz交流电源上的打点计时器测定小车的运动情况。某次实验中得到一条纸带如图1-4-2所示，从比较清晰的点起，每五个点取一个计数点，分别标明0、1、2、3、…，测得0与1两点间的距离Δ=30 mm，2与3两点间的距离Δ=48 mm，则小车在0与1两点间的平均速度＝ m/s，在2与3两点间的平均速度＝ m/s。据此可判定小车做 。
7.［4分］电磁打点计时器是一种使用交流电源的计时仪器，当电源的频率为50 Hz时，振针每隔 s打一个点。现在用打点计时器测定物体的速度，当电源频率低于50 Hz时，如果仍按50 Hz的时间间隔打一个点计算，则测出的速度数值将比物体的真实数值偏 。
8.［6分］使用打点计时器时，如果发现纸带上打出的点不清晰，那么可能是什么原因引起的呢？如何采取措施予以纠正？
9.［14分］如图1-4-3所示是用打点计时器测小车瞬时速度的实验时得到的一条纸带的一部分，从B点开始根据打点的先后顺序依次标为0、1、2、3、4、5、6…现在量得0、1间的距离=5.18 cm，1、2间的距离=4.40 cm，2、3间的距离=3.62 cm，3、4间的距离=2.78 cm，4、5间的距离=2.00 cm，5、6间的距离=1.22 cm( =50 Hz)。
图1-4-3
(1)根据上面的记录，计算打点计时器在打 1、2、3、4、5点时的速度并填在下表中。
位置
1
2
3
4
5
/(m·)
(2)根据(1)中表格的数据，在图1-4-4中画出小车的速度—时间图像，并说明小车速度变化的特点。
图1-4-4
参考答案
1. 低压交流 6 V以下 0.02 限位孔 定位轴 上 火花放电 220 墨粉纸盘 0.02
2. B 解析：打点计时器的打点频率等于交变电流的频率。
3. ABD 解析：根据打点计时器的工作原理，打点计时器打两个点时的时间间隔是相等的，均为T＝0.02 s，故从纸带上打下的点痕中可得到物体运动的时间、物体在不同时刻的位置和某段时间内的位移，故选项A、B正确;纸带上点痕的分布情况与物体的质量和形状无关，故选项C错误;纸带上点痕的分布情况反映了物体的运动情况，故选项D正确。
4. AC 解析：复写纸应套在纸带上面，选项A错误;电磁打点计时器使用4 V~6 V的交流电，选项B正确;选项C的描述错误，应该先接通电源后再牵动纸带;选项D中是测平均速度的一种方法，正确。
5. A 解析：由＝知，平均速度最大的是A。
6. 0.30 0.48 加速运动 解析：根据题意可知，相邻两计数点间的时间间隔Δt＝5×0.02 s＝0.10 s。
由平均速度的定义式＝得：＝＝ m/s=0.30 m/s，＝＝ m/s=0.48 m/s，上述计算结果表明，小车的速度逐渐变大，故小车做加速运动。
7. 0.02 大 解析：当交流电的频率为50 Hz时，打点计时器每隔0.02 s 打一个点。当交流电源的频率低于50 Hz时，打点计时器打一次点的时间间隔Δ将大于0.02 s，如果我们仍用0.02 s计算 ，则测出的速度将比真实值偏大。
8. 见解析 解析：点迹不清晰的原因及应采取的措施：(1)复写纸使用过久，可调整复写纸位置或更换复写纸;(2)电源电压过低，导致打点太轻，可适当提高电源电压;(3)振针位置偏高，同样会导致打点太轻，可适当调整振针。
9. (1)数据如下表：
位置
1
2
3
4
5
v/(m·)
1.20
1.00
0.80
0.60
0.40
(2)小车的速度—时间图像如图1-4-5所示。从图像中可以看出，小车的速度均匀变小。
解析：计算速度时要特别注意长度单位的换算。作图像时，要使尽可能多的点落在直线上，不在直线上的点要均匀分布在直线两侧。