第一章 第4节 实验：用打点计时器测速度
2 提升练、课时跟踪
一、选择题
1．(多选)在“用打点计时器测速度”的实验中，除重物(小车)、纸带外，还需选用的仪器是( )
A．秒表 B．刻度尺
C．速度计 D．交流电源
解析：选BD 由打点计时器在纸带上打下的点的间隔数可知任意两点间的时间间隔，故不需要秒表，选项A错误；再利用刻度尺测出两点间的距离就可进一步求出平均速度，故不需要速度计而要使用刻度尺，选项B正确，C错误；打点计时器要使用交流电源工作，选项D正确．
2．(多选)利用打点计时器打下的纸带( )
A．能准确测出某点的瞬时速度
B．能粗略测出某点的瞬时速度
C．能准确测出某段时间内的平均速度
D．可用任意两点间的平均速度代表某点的瞬时速度
解析：选BC 利用纸带测速度时，应在纸带上选取两个相近的点，用这两点间的平均速度代表某点的瞬时速度，所以只能粗略测出某点的瞬时速度，故选项A错误，B正确；从纸带上可测出两点间的位移，根据打点周期可准确求出两点间的时间，因此能准确测出某段时间内的平均速度，故选项C正确；“某点”必须包含在所取的两点之间，才能用这两点的平均速度代表“某点”的瞬时速度，并不是任意两点都能代表的，故选项D错误．
3．(多选)在练习使用打点计时器实验中，用“图象法”处理实验数据时，为了减小误差( )
A．应使纵、横坐标每单位长度表示的数值大一些
B．应使纵、横坐标每单位长度表示的数值小一些
C．为使图线通过每个实验数据点，应使图线画成折线
D．应使图线画成直线或光滑曲线，让实验数据点大致均匀分布在图线两侧，对于个别离线较远的点可以舍去
解析：选BD 用“图象法”处理实验数据时，纵、横坐标每单位长度表示的数值越小，图上数据点间的距离越大，描点时误差越小，选项B正确，A错误；根据数据点描图时，应使图线画成直线或光滑曲线，并且让实验数据点大致均匀分布在图线两侧，对于个别离线较远的点可以舍去，不能将图线画成折线，选项D正确，C错误．
4．(多选)某次实验中打出的一条纸带如图所示，图中O为小车运动的起始点，O点到A点之间点迹密集且有部分点不清晰．A、B、C、D、E、F、G为所选取的计数点，相邻两个计数点之间有4个点未画出，电源频率为50 Hz，用毫米刻度尺测量．可得( )
A．从O点到F点运动的时间为6×0.1 s
B．从O点到F点运动的时间为6×0.02 s
C．从A点到F点运动的平均速度AF＝＝
D．通过测量xOG的长度，可知小车从O到G的位移大小
解析：选CD 因OA之间所打点的情况未知，也就不能确定从O点到F点运动的时间，选项A、B错误；由题意，相邻计数点间的时间间隔为T＝5×0.02 s＝0.1 s，则从A点到F点运动的平均速度AF＝＝，选项C正确；OG之间的长度，等于小车从O到G的位移大小，选项D正确．
二、非选择题
5．某同学利用打点计时器所记录的纸带来研究做直线运动小车的运动情况．实验中获得一条纸带如图所示．其中两相邻的计数点间有四个点未画出．已知所用电源的频率为50 Hz，则打相邻两个计数点的时间为______s．打A、C点时小车运动的速度vA＝______m/s，vC＝______m/s.
解析：计时器的打点周期是0.02 s，两相邻的计数点间有四个点未画出，可知相邻两个计数点的时间为T＝5×0.02 s＝0.1 s．vA＝＝ m/s＝0.337 m/s；vC＝＝ m/s＝0.413 m/s.
答案：0.1 0.337 0.413
6．在“探究小车速度随时间变化规律”的实验中：
(1)电火花计时器正常工作时，其打点的周期取决于________．(填选项代号)
A．交流电压的高低 B．交流电的频率
C．墨粉纸盘的大小 D．纸带的长度
(2)下列操作中正确的有________．(填选项代号)
A．在释放小车前，小车要靠近打点计时器
B．打点计时器应放在长木板有滑轮的一端
C．应先接通电源，后释放小车
D．电火花计时器应使用低压交流电源
(3)如图为同一打点计时器在四条水平运动的纸带上打出的点，四条纸带的a、b间的距离相等，则a、b间的平均速度最小的纸带是________．
(4)电火花计时器使用的交流电频率为50 Hz，记录小车运动的纸带如图所示，在纸带上选择标为0～6的计数点，相邻两个计数点间还有四个计时点未画出，纸带旁边并排放着毫米刻度尺，零刻线跟0计数点对齐，请你根据放大的图片计算出打计数点2时的速度v2＝________(结果保留两位有效数字)．电源频率低于50 Hz时，若仍按照50 Hz计算，则测出的速度值将比真实值________(填“大”或“小”)．
解析：(1)在交流电的一个周期内打点一次，即每两个点间的时间间隔等于交流电的周期，而交流电的周期又等于交流电的频率的倒数，故A、C、D错误，B正确．
(2)打点计时器应安装在长木板没有滑轮的一端，在释放小车前，小车要靠近打点计时器，从而增加打出有效点的个数，故A正确，B错误；应先接通电源，待打点稳定后再释放小车，故C正确；电火花计时器应使用220 V的交流电源，电磁打点计时器应该采用4～6 V的低压交流电源，故D错误．
(3)由于打点计时器打点的时间间隔相等，在打下相同个数点的过程中，所用的时间相同，平均速度等于位移与时间的比值．由图可以知道，在相等的距离内，打D纸带所用的时间最长，所以平均速度最小，故选D．
(4)小车通过计数点2时的瞬时速度可以用1、3两计数点间的平均速度来表示，即v2＝m/s＝0.21 m/s.若交流电频率为50 Hz，则其打点周期为0.02 s，当电源频率低于50 Hz时，实际打点周期将变大，而进行计算时，仍然用0.02 s，因此测出的速度值将比真实值大．
答案：(1)B (2)AC (3)D (4)0.21 m/s 大
7．如图所示，是一条利用打点计时器打出的纸带，0、1、2、3、4、5、6是七个计数点，每相邻两个计数点之间还有四个点未画出，各计数点到0的距离如图所示．求出各计数点的瞬时速度并画出速度—时间图象．
解析：1点对应时刻是0、2之间的中间时刻，求出0、2间的平均速度即可认为是1点的瞬时速度，同理2、3、4、5点的瞬时速度也可求出．而相邻计数点间的时间间隔T＝0.1 s．故v1＝＝ m/s＝0.195 m/s，v2＝＝ m/s＝0.40 m/s，同理v3＝0.61 m/s，v4＝0.69 m/s，v5＝0.70 m/s.以0点为坐标原点，横轴表示时间，纵轴表示速度建立直角坐标系．根据前面计算出的结果在直角坐标系中描点，然后连线得到速度—时间图象如图所示．
答案：见解析
8．在“用打点计时器测速度”的实验中，一条记录小车运动情况的纸带如图所示，在其上取了A、B、C、D、E 5个计数点，每相邻两个计数点之间还有4个点图中没有画出，电火花计时器接在220 V、50 Hz的交流电源上．
(1)由纸带上的数据计算vB＝________m/s，vC＝________m/s，vD＝________m/s.(此题计算结果均保留三位有效数字)
(2)在如图所示坐标系中作出小车的v-t图线．(以打A点时开始计时)
解析：(1)由题意知，相邻两计数点间的时间为T＝0.1 s.
vB＝＝ m/s＝1.38 m/s；
vC＝＝ m/s＝2.64 m/s；
vD＝＝ m/s＝3.90 m/s.
(2)图象如图所示．
答案：(1)1.38 2.64 3.90 (2)见解析
课件28张PPT。第4节 实验：用打点计时器测速度1 细梳理、基础巩固
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