人教版物理必修1同步训练：第1章4实验：用打点计时器测速度

第一章
运动的描述
4
实验：用打点计时器测速度
1．使用电火花计时器分析物体运动情况的实验中：
(1)在如下基本步骤中，正确的排列顺序为________．
A．把电火花计时器固定在桌子上
B．安放纸带
C．松开纸带让物体带着纸带运动
D．接通220
V交流电源
E．按下脉冲输出开关，进行打点
(2)在安放纸带时，要检查墨粉纸盘是否已经正确地套在________上，还要检查________是否夹在两纸带之间．
解析：电火花计时器的特点是：打点是靠放电针和墨粉纸盘之间火花放电来实现的，故其操作步骤和电磁打点计时器是相仿的，墨粉纸盘应套在纸盘轴上，目的是使它可以转动，均匀地被利用．墨粉纸盘夹在两条白纸带之间，目的是使墨粉纸盘可以更好地转动．
答案：(1)ABDEC　(2)纸盘轴　墨粉纸盘
2．用打点计时器可测纸带运动的时间和位移．下面是没有按操作顺序写的不完整的实验步骤，按照你对实验的理解，在各步骤空白处填上适当的内容，然后按实际操作的合理顺序，将各步骤的字母代号按顺序写在空白处．
A．在电磁打点计时器的两接线柱上分别接上导线，导线的另一端分别接在低压________(选填“交流”或“直流”)电源的两个接线柱上．
B．把电磁打点计时器固定在桌子上，让纸带穿过______，并压在________下面．
C．用刻度尺测量从计时开始点到最后一个点间的距离Δx.
D．切断电源，取下纸带，如果共有n个清晰的点，则这段纸带记录的时间Δt＝________________________．
E．打开电源开关，再用手水平地拉动纸带，纸带上打下一系列小点．
F．利用公式v＝计算纸带运动的平均速度．
实验步骤的合理顺序是________________．
解析：A项中电磁打点计时器应使用低压交流电源；B项中应将纸带穿过电磁打点计时器的限位孔，并放于复写纸的下方；D项中纸带上记录的时间Δt＝(n－1)×0.02
s．合理的实验步骤为BAEDCF.
答案：交流　限位孔　复写纸　(n－1)×0.02
s　BAEDCF
3．如图所示，打点计时器所用电源的频率为50
Hz，某次实验中得到一条纸带，用毫米刻度尺测出各点间的距离如图所示，则：AC＝________mm，AD＝________mm.那么由此可以算出纸带在AC间的平均速度为________m/s，纸带在AD间的平均速度为________m/s；B点的瞬时速度更接近于________m/s.
解析：AC＝14.0
mm，AC间的平均速度为＝
m/s＝0.35
m/s；AD＝25.0
mm，AD间的平均速度为＝
m/s≈0.42
m/s.对描述B点的瞬时速度来说，AC段所取的位移间隔更小，更能接近B点的真实速度，即B点的瞬时速度更接近于0.35
m/s.
答案：14.0　25.0　0.35　0.42　0.35
4．某同学在做“练习使用打点计时器”实验时打出的纸带如图所示，每两点之间还有四个点没有画出来，图中上面的数字为相邻两点间的距离，打点计时器的电源频率为50
Hz.
(1)相邻两个计数点间的时间为________s.
(2)打第4个计数点时纸带的速度v4＝________m/s(保留三位有效数字)．
解析：(1)每两个计数点间有5个打点间隔，所以T＝5×0.02
s＝0.1
s.
(2)打第4个计数点时的瞬时速度近似等于3、5两点间的平均速度，所以v4＝
m/s≈1.20
m/s.
答案：(1)0.1　(2)1.20
5．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，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，每两个相邻的测量点之间的时间间隔为0.10
s.
(1)试根据纸带上各个计数点间的距离，计算出打下B、C、D、E、F
5个点时小车的瞬时速度，并将各个速度值填入表中(要求保留三位有效数字)．
测量点瞬时速度
vB
vC
vD
vE
vF
数值/(m·s－1)
(2)将B、C、D、E、F各个时刻的瞬时速度标在直角坐标系中，并在图中画出小车的瞬时速度随时间变化的关系图线．
解析：(1)根据vn＝知，
B点对应的速度：
vB＝
m/s＝0.400
m/s；
C点对应的速度：
vC＝
m/s＝0.479
m/s；
D点对应的速度：
vD＝
m/s≈0.560
m/s；
E点对应的速度：
vE＝
m/s≈0.640
m/s；
F点对应的速度：
vF＝
m/s＝0.721
m/s.
如表所示
测量点瞬时速度
vB
vC
vD
vE
vF
数值/(m·s－1)
0.400
0.479
0.560
0.640
0.721
(2)将计算出的各点速度描在坐标纸上，并将各点用平滑的曲线连接起来，如图所示．
答案：见解析