第4节 科学测量:做直线运动物体的瞬时速度 知识点题库

电磁打点计时器和电火花打点计时器都是使用电源的计时仪器,电磁打点计时器工作的电压是 V,电火花打点计时器工作的电压是 V.当电源频率是50HZ时,它每隔打一个点.

打点计时器所用电源的频率为50Hz,某次实验中得到的一条纸带,用毫米刻度尺测量情况如图所示,纸带在A、C间的平均速度为 m/s,A、D间的平均速度为 m/s,B点的瞬时速度更接近于 m/s

电火花计时器的电源应是电源,通常的工作电压为 V,实验室使用我国民用电时,每隔 s时间打一次点.

实验室所用电磁打点计时器或电火花计时器是使用(选填“直流”或“交流”)电源,当电源的频率是50Hz时,它每隔 s打一个点.

兴趣小组为测一遥控电动小车的额定功率,进行了如下实验:

①用天平测出电动小车的质量为1kg;

②将电动小车、纸带和打点计时器按如图甲所示安装;

③接通打点计时器(其打点周期为0.02s);

④使电动小车以额定功率加速运动,达到最大速度一段时间后关闭小车电源,待小车静止时再关闭打点计时器(设在整个过程中小车所受的阻力恒定).在上述过程中,打点计时器在纸带上所打的部分点迹如图乙所示.

请你分析纸带数据,回答下列问题:(保留两位有效数字)

  1. (1) 该电动小车运动的最大速度为 m/s;

  2. (2) 关闭小车电源后,小车的加速度大小为 m/s2

  3. (3) 该电动小车的额定功率为 W.

①电磁打点计时器和电火花计时器都是使用(填“直流”或“交流”)电源的计时仪器.假如电源频率是40Hz时,它每隔s打一个点.

②某同学利用打点计时器所记录的纸带来研究做匀变速直线运动小车的运动情况,实验中获得一条纸带,如下图,其中两相邻计数点间有四个点未画出.已知所用电源的频率为50Hz,则打A点时小车运动的速度vA=m/s.(小数点后保留两位数字)

如图所示,一小球从A点沿直线运动到F点的频闪照片,若频闪相机每隔0.1s拍摄一次,小球从A点到F点运动的位移是cm,运动的时间是s,平均速度是m/s.

如图所示是研究物体做匀变速直线运动规律时得到的一条纸带,(实验中打点计时器所接低压交流电源的频率为50Hz)相邻两计数点间有4个计时点未画出,依照打点的先后顺序依次编号为1、2、3、4、5、6、7都为记数点.测得:s1=1.40cm,s2=1.91cm,s3=2.38cm,s4=2.92cm,s5=3.41cm,s6=3.89cm.(计算结果均保留三位有效数字)

  1. (1) 实验过程中应      

    A . 先接通电源再释放纸带 B . 先释放纸带再接通电源
  2. (2) 相邻两计数点间的时间间隔为T=s

  3. (3) 利用逐差法求物体的加速度的表达式a(用题中所给的字母s1、s2、s3、s4、s5、s6、T表示)物体的加速度大小a=m/s2

  4. (4) 打点计时器打记数点6时,物体的速度大小为v6=m/s.

如图甲所示,是研究小车做匀变速直线运动的实验装置.

  1. (1) 某同学打出了一条纸带,已知计时器打点的时间间隔为0.02s,他按打点先后顺序每5个点取1个计数点,得到了O、A、B、C、D等几个计数点,如图乙所示,则相邻两个计数点之间的时间间隔为s.、

  2. (2) 电火花计时器使用的电源是      

    A . 220V交流电源 B . 220V直流电源 C . 6V以下交流电源 D . 6V以下直流电源
  3. (3) 用刻度尺量得OA=1.50cm,AB=1.90cm,BC=2.30cm,CD=2.70cm.由此可知,打C点时小车的速度大小为 m/s.加速度大小为 m/s2

  4. (4) 如果当时电网中交变电源的电压变成210V,打计时点的周期不变,而做实验的同学并不知道,那么加速度的测量值将.(填“偏大”、“偏小”或“不变”)

某同学利用如图1装置,探究物块在水平桌面上的运动规律.物块在重物的牵引下开始运动,重物落地后,物块再运动一段距离停在桌面上(尚未到达滑轮处).从纸带上便于测量的点开始,每5个点取1个计数点,相邻计数点间的距离如图2所示.打点计时器电源的频率为50Hz.

①通过分析纸带数据,可判断物块在1﹣6计数点间做运动

②计数点5对应的速度大小为 m/s  (保留三位有效数字)

③物块减速运动过程中加速度的大小为a=m/s2 . (保留三位有效数字)

在用图甲所示的装置做“验证牛顿第二定律”的实验中,保持小车质量一定时,验证小车加速度a与合外力F的关系.

①除了电火花打点计时器、纸带、刻度尺、小车、砝码、拴有细线的砝码盘、附有定滑轮的长木板、垫木、导线及开关外,在下列器材中还必须使用的有(选填选项前的字母).

A.220V、50Hz的交流电源

B.电压可调的直流电源

C.秒表

D.天平(附砝码)

②实验中,需要平衡小车运动时的摩擦阻力,正确的做法是

A.小车放在木板上,把木板一端垫高,调节木板的倾斜程度,使小车在不受绳的拉力时沿木板做匀速直线运动.

B.小车放在木板上,后面固定一条纸带,纸带穿过打点计时器.把木板一端垫高,调节木板的倾斜程度,使小车在不受绳的拉力时能拖动纸带沿木板做匀速直线运动.

C.小车放在木板上,挂上砝码盘,砝码盘内不放砝码.把木板一端垫高,调节木板的倾斜程度,使小车在砝码盘的作用下沿木板做匀速直线运动.

D.小车放在木板上,挂上砝码盘,砝码盘内放入本次实验所需的砝码.把木板一端垫高,调节木板的倾斜程度,使小车在砝码盘和砝码的作用下沿木板做匀速直线运动.

③实验中打出的一条纸带如图乙所示,其中0、1、2、3、4、5、6为计数点,且相邻计数点之间有4个点未画出.测得的数据为x1=1.40cm,x2=1.90cm,x3=2.38cm…则打点计时器打计数点2时,小车的速度v2=m/s.

④根据③中的数据,在如图丙所示的坐标系中标出打点计时器打出计数点2时的坐标点,并描绘出小车运动的v﹣t图线(在答题纸上的图中作答).

⑤根据图丙中的图线,可以得出小车运动的加速度a=m/s2(保留两位有效数字).

⑥某一小组在实验中,根据测得的数据描绘出a﹣F图象如图丁所示,发现图象既不过原点,末端又发生了弯曲.请你分析出现上述情况的可能原因

打点计时器是中学研究物体运动时常用的实验器材,常见的有电磁打点计时器和电火花计时器两种。关于电磁打点计时器和电火花计时器,下列说法中正确的是(  )
A . 电磁打点计时器使用交流电源,电火花计时器使用直流电源 B . 它们都是使用10 V以下的交流电源 C . 使用它们计时时,必须先拉动纸带,再立即接通电源 D . 电火花计时器工作时,纸带运动受到的阻力较小,所以实验误差也较小
在做“研究匀变速直线运动”的实验时,某同学得到一条用电火花计时器打下的纸带如图所示,并在其上取了A、B、C、D、E、F、G 7个计数点,每相邻两个计数点间还有4个点图中没有画出,电火花计时器接220 V、50 Hz交流电源。

  1. (1) 设电火花计时器的周期为T,计算F点的瞬时速度vF的公式为vF
  2. (2) 若电火花计时器的周期为T=0.02s,各个间距的数值如下表,求出物体的加速度a= m/s2(结果保留两位有效数字);

    D

    d1D

    d2D

    d3D

    d4D

    d5D

    d6D

    间距(cm)D

    0.68D

    1.86D

    3.55D

    5.76D

    8.46D

    11.65D

  3. (3) 如果当时电网中交变电流的实际电压为210 V,而做实验的同学并不知道,那么加速度的测量值与实际值相比(填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
下列实验中需要用到打点计时器的是(    )
A . 探究加速度和力、质量的关系 B . 探究求合力的方法 C . 研究平抛运动 D . 探究小车速度随时间变化
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,每两个计数点之间还有四个计时点没有画出,图中已标出相邻两计数点间的距离,打点计时器的电源频率为50 Hz(结果保留三位有效数字)。

  1. (1) 图中纸带右端和运动物体相连,由此推测物体的运动是(选填“加速”还是“减速”)
  2. (2) 在打出 3、6 这两点的时间间隔中,纸带运动的平均速度是m/s
  3. (3) 如果要求不是很精确,用平均速度可以粗略地代表某点瞬时速度,那么在打“4”这个计数点时,物体的瞬时速度更接近等于m/s。
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,如图所示为一次记录小车运动情况的纸带,图中A、B、C、D、E为相邻的记数点,相邻记数点间有四个点未画出来,单位cm.

  1. (1) 由图判断小车做直线运动(填加速或减速).
  2. (2) 电火花计时器使用(填交流、直流)电源,电压为V.
  3. (3) 相邻记数点之间的时间间隔T=s.     
  4. (4) 计算BD段的平均速度 m/s.
打点计时器打点的周期取决于(   )
A . 直流电压的高低 B . 交流电源的频率 C . 永久磁铁的磁性强弱 D . 振针与复写纸之间的距离
某同学用图(甲)的装置测定重力加速度。实验时,将电火花计时器固定在铁架台上,由静止释放重物,使重物带动纸带自由下落,打出的一条纸带部分如图(乙)所示。(计算结果保留两位小数)

图片_x0020_100011

  1. (1) 根据图乙可到断与重物相连的是纸带的(选填“左”或“右”)端。
  2. (2) 图乙中A、C、D为相邻的计数点,相邻计数点间有4个计时点未标出,各点与0的距离如图所示。已知计时器电源的频率为50Hz,可求得计时器打下B点时重物的瞬时速度为m/s。
  3. (3) 下表列出了计时器打下A、C、D时小车的瞬时速度,以O点为计时起点在图丙的坐标系中描点并作出重物的v—t关系图线。

    位置

    A

    B

    C

    D

    速度( )

    1.24

    3.18

    4.15

    图片_x0020_100012

  4. (4) 根据图线计算出重物的加速度a=m/s2 , 打下O点时,重物的速度是m/s。
在《用打点计时器测速度》实验中,
  1. (1) 下列说法正确的是___________
    A . 拖动纸带的同时,闭合电源开关 B . 先闭合电源开关,让打点计时器正常工作时,拖动纸带 C . 纸带上的打点密集说明,纸带运动速度较大 D . 利用打出的纸带可以准确的求出打下某些点时纸带运动的瞬时速度
  2. (2) 某同学拖动纸带运动,打点计时器在纸带上打出一系列点,处理时每隔1个点取一个记数点,标上字母A、B、C、D、E、F。(中间的点未画出)

    图片_x0020_1119276401

    如图所示,某同学用mm刻度尺进行测量,请帮忙读出 在刻度尺上的位置,填到下表中:

    计数点

    B

    C

    D

    E

    F

    位置

    2.75

    4.44

    6.22

    8.12

    由读出数据可计算出打下 段纸带时小车的平均速度为 。(保留三位有效数字)

  3. (3) 打点计时器打下 点时小车的速度 。(保留三位有效数字)
           
  1. (1) 在①“探究小车速度随时间变化的规律”、②“探究加速度与力、质量的关系”两个实验中,可以用槽码进行实验的是__________(单选)
    A . B . C . ①和②
  2. (2) 如图甲所示为某同学“验证机械能守恒定律”的实验装置,①在实验开始前,请指出该同学在操作时存在的两处错误:

    ②如图乙所示为该同学经调整后正确操作获得的一条纸带,打点计时器所用频率为 ,则打下E点时重锤的速度大小为 ;若重锤的质量为 ,以打点计时器打下A点时重锤所在位置为零势能面,则打下C点时重锤的重力势能为J.(重力加速度取 ,计算结果均保留两位有效数字)

  3. (3) 在“用单摆测量重力加速度的大小”的实验中,

    ①下列做法中合理的是(单选)

    A.所采用的摆长分别是      B.要保证单摆自始至终在同一竖直面内摆动

    C.测量周期时,从最高点开始计时     D.测量摆长时,应用力拉紧摆线

    ②用最小刻度为 的刻度尺测摆线长,用20分度的游标卡尺测小球的直径,测量情况如图丙所示.由此可知,单摆的摆长为cm(保留两位小数).

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