2022-2023版高中物理 第一章 運(yùn)動(dòng)的描述 1.4 實(shí)驗(yàn)：用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)速度習(xí)題 新人教版必修1

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1、2022-2023版高中物理 第一章 運(yùn)動(dòng)的描述 1.4 實(shí)驗(yàn)：用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)速度習(xí)題 新人教版必修1 1(多選)電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是一種使用交流電源工作的計(jì)時(shí)儀器,根據(jù)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶,我們可以從紙帶上直接得到的物理量是(　　) A.時(shí)間間隔　　　　　　B.位移 C.瞬時(shí)速度 D.平均速度 解析:從打下的紙帶上數(shù)一下點(diǎn)的個(gè)數(shù)就知道時(shí)間,因?yàn)閮蓚€(gè)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為0.02 s,故選項(xiàng)A正確。用刻度尺量一下任意兩個(gè)點(diǎn)間的距離,就知道了物體的位移,故選項(xiàng)B正確。從紙帶上不能直接得到瞬時(shí)速度和平均速度,只能間接計(jì)算,故選項(xiàng)C、D錯(cuò)誤。 答案:AB 2(多選)利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下的紙帶(　　)

2、 A.能準(zhǔn)確測(cè)出某點(diǎn)的瞬時(shí)速度 B.能粗略測(cè)出某點(diǎn)的瞬時(shí)速度 C.能準(zhǔn)確測(cè)出某段時(shí)間內(nèi)的平均速度 D.可用任意兩點(diǎn)間的平均速度代表某點(diǎn)的瞬時(shí)速度 解析:利用紙帶測(cè)速度時(shí),應(yīng)在紙帶上選取兩個(gè)相近的點(diǎn),用這兩點(diǎn)間的平均速度代表某點(diǎn)的瞬時(shí)速度,所以只能粗略測(cè)出某點(diǎn)的瞬時(shí)速度,故選項(xiàng)A錯(cuò)誤,B正確;從紙帶上可測(cè)出兩點(diǎn)間的位移,根據(jù)打點(diǎn)周期可準(zhǔn)確求出兩點(diǎn)間的時(shí)間,因此能準(zhǔn)確測(cè)出某段時(shí)間內(nèi)的平均速度,故選項(xiàng)C正確;“某點(diǎn)”必須包含在所取的兩點(diǎn)之間,才能用這兩點(diǎn)的平均速度代表“某點(diǎn)”的瞬時(shí)速度,并不是任意兩點(diǎn)都能代表的,故選項(xiàng)D錯(cuò)誤。 答案:BC 3使用電火花計(jì)時(shí)器分析物體運(yùn)動(dòng)情況的實(shí)驗(yàn)中:

3、 (1)在下列基本步驟中,正確的排列順序?yàn)椤　　　　? A.把電火花計(jì)時(shí)器固定在桌子上 B.安放紙帶 C.松開(kāi)紙帶讓物體帶著紙帶運(yùn)動(dòng) D.接通220 V交流電源 E.按下脈沖輸出開(kāi)關(guān),進(jìn)行打點(diǎn) (2)在安放紙帶時(shí),要檢查墨粉紙盤是否已經(jīng)正確地套在　　　　上。? 解析:電火花計(jì)時(shí)器的特點(diǎn):打點(diǎn)是靠放電針和墨粉紙盤之間火花放電來(lái)實(shí)現(xiàn)的,故其操作步驟和電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是相仿的,墨粉紙盤應(yīng)套在紙盤軸上,目的是使它可以轉(zhuǎn)動(dòng),均勻地被利用。 答案:(1)ABDEC　(2)紙盤軸 4電源的頻率為50 Hz時(shí),振針每隔0.02 s打一個(gè)點(diǎn)?，F(xiàn)在用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)定物體的速度,當(dāng)電源頻率低于50 H

4、z 時(shí),如果仍按50 Hz的時(shí)間間隔打一個(gè)點(diǎn)計(jì)算,則測(cè)出的速度數(shù)值將比物體的真實(shí)值　　　　。? 解析:當(dāng)交流電源的頻率低于50 Hz時(shí),打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打一次點(diǎn)的時(shí)間間隔t將大于0.02 s,因此當(dāng)t時(shí)間內(nèi)的位移仍按0.02 s內(nèi)的位移計(jì)算時(shí),根據(jù)此數(shù)據(jù)測(cè)出的速度將比真實(shí)值偏大。 答案:偏大 5在“用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)速度”的實(shí)驗(yàn)中,打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的交變電流的頻率為50 Hz,記錄小車運(yùn)動(dòng)的紙帶如圖所示,在紙帶上選擇標(biāo)0、1、2、3、4、5的6個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn),相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有四個(gè)點(diǎn)未畫出。紙帶旁并排放著最小分度為毫米的刻度尺,刻度零點(diǎn)跟“0”計(jì)數(shù)點(diǎn)對(duì)齊,由圖可以讀出三個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)1、3、5跟0點(diǎn)的距離填入

5、下列表格中。 距離 d1 d2 d3 測(cè)量值/cm 計(jì)算打計(jì)數(shù)點(diǎn)“2時(shí)”小車的瞬時(shí)速度v2=　　　 m/s。? 解析:讀數(shù)時(shí),應(yīng)注意估讀一位,三個(gè)讀數(shù)分別為d1=1.20 cm、d2=5.41 cm、d3=12.01 cm。相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有四個(gè)點(diǎn)未畫出,所以相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔T=0.1 s,則v2m/s=0.21 m/s。　 答案:1.20　5.41　12.01　0.21 能力提升 1在研究小車的運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)中,由打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出紙帶,下列關(guān)于選取計(jì)數(shù)點(diǎn)的說(shuō)法不正確的是(　　) A.用計(jì)數(shù)點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量計(jì)算,既方便又可減小誤差 B.相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間

6、隔應(yīng)是相等的 C.相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離應(yīng)當(dāng)是相等的 D.計(jì)數(shù)點(diǎn)是從計(jì)時(shí)器打出的實(shí)際點(diǎn)中選出來(lái)的,相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間點(diǎn)痕的個(gè)數(shù)相等 答案:C 2(多選)在用“圖象法”處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí),為了減小誤差 (　　) A.應(yīng)使縱、橫坐標(biāo)每單位長(zhǎng)度表示的數(shù)值大一些 B.應(yīng)使縱、橫坐標(biāo)每單位長(zhǎng)度表示的數(shù)值小一些 C.為使圖線通過(guò)每個(gè)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)點(diǎn),應(yīng)使圖線畫成折線 D.應(yīng)使圖線畫成直線或光滑曲線,讓實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)點(diǎn)大致均勻分布在圖線附近,對(duì)于個(gè)別離線較遠(yuǎn)的點(diǎn)可以舍去 答案:BD 3(多選)某次實(shí)驗(yàn)中打出的一條紙帶如圖所示,圖中O為小車運(yùn)動(dòng)的起始點(diǎn),O點(diǎn)到A點(diǎn)之間點(diǎn)跡密集且有部分點(diǎn)不清晰。A、B、C、D、E、F

7、、G為所選取的計(jì)數(shù)點(diǎn),相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間有4個(gè)點(diǎn)未畫出,電源頻率為50 Hz,用毫米刻度尺測(cè)量?？傻?　　) A.從O點(diǎn)到F點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為6×0.1 s B.從O點(diǎn)到F點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為6×0.02 s C.從A點(diǎn)到F點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的平均速 D.通過(guò)測(cè)量xOG的長(zhǎng)度,可知小車從O到G的位移大小 解析:因OA之間所打點(diǎn)的情況未知,也就不能確定從O點(diǎn)到F點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的時(shí)間,選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤;由題意,相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為T=5×0.02 s=0.1 s,則從A點(diǎn)到F點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的平均速C正確;OG之間的長(zhǎng)度,等于小車從O到G的位移大小,選項(xiàng)D正確。 答案:CD ★4用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)瞬時(shí)速度實(shí)驗(yàn)時(shí)得到的一條

8、紙帶的一部分如圖所示,從0點(diǎn)開(kāi)始依照打點(diǎn)的先后依次標(biāo)為0、1、2、3、4、5、6…,現(xiàn)在量得0、1間的距離x1=5.18 cm,1、2間的距離x2=4.40 cm,2、3間的距離x3=3.62 cm,3、4間的距離x4=2.78 cm,4、5間的距離x5=2.00 cm,5、6間的距離x6=1.22 cm(每0.02 s打一次點(diǎn))。 (1)根據(jù)上面記錄,計(jì)算打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在打1、2、3、4、5點(diǎn)時(shí)的速度并填在表中。 位置 1 2 3 4 5 v/(m·s-1) (2)根據(jù)(1)中表格,在圖中畫出小車的速度—時(shí)間圖象,并說(shuō)明小車速度變化特點(diǎn)。

9、解析:(1)某點(diǎn)的瞬時(shí)速度可用包含該點(diǎn)的一段位移內(nèi)的平均速度表示 打1點(diǎn)時(shí):v1≈1.20 m/s, 打2點(diǎn)時(shí):v2≈1.00 m/s, 打3點(diǎn)時(shí):v3m/s, 打4點(diǎn)時(shí):v4≈0.60 m/s, 打5點(diǎn)時(shí):v5≈0.40 m/s。 將數(shù)值填入表格中。 位置 1 2 3 4 5 v/(m·s-1) 1.20 1.00 0.80 0.60 0.40 (2)描點(diǎn)并連線得小車的速度—時(shí)間圖象。 由圖象可知,小車速度均勻減小。 答案:見(jiàn)解析 5某同學(xué)利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所記錄的紙帶來(lái)研究做直線運(yùn)動(dòng)小車的運(yùn)動(dòng)情況。實(shí)驗(yàn)中獲得一條紙帶如圖所示。其中兩相鄰的計(jì)數(shù)

10、點(diǎn)間有四個(gè)點(diǎn)未畫出。已知所用電源的頻率為50 Hz,則打相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)的時(shí)間為　　　 s。打A、C點(diǎn)時(shí)小車運(yùn)動(dòng)的速度vA=　　　 m/s,vC=　　　 m/s。? 解析:計(jì)時(shí)器的打點(diǎn)周期是0.02 s,兩相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)間有四個(gè)點(diǎn)未畫出,可知相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)的時(shí)間為T=5×0.02 s=0.1 s。vAm/s=0.337 m/s;vCm/s=0.413 m/s。 答案:0.1　0.337　0.413 ★6在“用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)速度”的實(shí)驗(yàn)中,一條記錄小車運(yùn)動(dòng)情況的紙帶如圖所示,在其上取了A、B、C、D、E 5個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn),每相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有4個(gè)點(diǎn)圖中沒(méi)有畫出,電火花計(jì)時(shí)器接在220 V、50 Hz的交流電源上。 (1)由紙帶上的數(shù)據(jù)計(jì)算vB=　　　　 m/s,vC=　　　　 m/s,vD=　　　　 m/s。(此題計(jì)算結(jié)果均保留三位有效數(shù)字)? (2)在如圖所示坐標(biāo)系中作出小車的v-t圖線(以打A點(diǎn)時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí))。 解析:(1)由題意知,相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間為T=0.1 s。 vBm/s=1.38 m/s; vCm/s=2.64 m/s; vDm/s=3.90 m/s。 (2)圖象如圖所示 答案:(1)1.38　2.64　3.90　(2)見(jiàn)解析