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实验：测量纸带的平均速度和瞬时速度1.(多选)关于打点计时器的使用,下列说法中正确的是()A.打点计时器应用低压交流电源,交流电频率为50HzB.纸带必须穿过限位孔,并注意把纸带压在复写纸的上面C.要先通电,后释放纸带,纸带通过后立即切断电源D.为减小摩擦,每次测量应先将纸带理顺【解析】选C、D。电磁打点计时器应用低压交流电源,交流电频率为50Hz,电火花打点计时器使用交流电压为220V,故A错误;纸带必须穿过限位孔,并注意把纸带压在复写纸的下面,故B错误;要先通电,后释放纸带,纸带通过后立即切断电源,故C正确;每次测量先将纸带理顺,会减小纸带与限位孔间的摩擦,故D正确。2.(多选)以下是练习使用电磁打点计时器的部分实验步骤,其中有错误的操作是()A.把打点计时器固定在木板上,让纸带从复写纸上方穿过限位孔B.把打点计时器的两个接线柱分别接上导线,与4～6V低压交流电源相连C.先用手水平地拉动纸带,然后打开电源开关D.取下纸带,用刻度尺测量最后一个点与计时起点的距离是x0,用公式v=计算纸带运动的平均速度【解析】选A、C。把打点计时器固定在桌子上,让纸带穿过限位孔,把复写纸片套在定位轴上,并压在纸带上面,故A错误;把打点计时器的两个接线柱分别接上导线,与4～6V低压交流电源相连,故B正确;实验过程应先接通电源,后释放纸带,否则在纸带上留下的点很少,不利于数据的处理和减小误差,故C错误;取下纸带,用刻度尺测量最后一个点与计时起点的距离是x0,用公式v=计算纸带运动的平均速度,故D正确。3.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步骤,将各步骤的字母代号顺序写在空白处。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50Hz的低压__________(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______(选填“插孔”或“限位孔”),并压在________(选填“白纸”或“复写纸”)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6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=计算纸带运动的平均速度。实验步骤的合理顺序是________。【解析】(1)A、电磁打点计时器使用的是交流电源,因此要将导线接在低压交流电源上。B、把电磁打点计时器固定在桌子上,让纸带穿过限位孔,并压在复写纸下面。D、若打n个点,则有(n-1)个时间间隔,故这段纸带记录的时间Δt=0.02(n-1)s;则6个点对应5个间隔为0.1s;(2)实验步骤的排列一般要先安装器材即首先进行BA步骤,然后进行实验即E步骤,实验结束要先关掉电源,即进行D步骤,最后进行数据处理,即进行CF步骤,故实验步骤的合理顺序是BAEDCF。答案:交流限位孔复写纸0.1sBAEDCF【补偿训练】(1)电磁打点计时器是一种计时仪器,它使用__________电源,工作电压在__________V以下,当电源的频率是50Hz时,它每隔__________s打一个点。如图所示纸带是某同学练习使用电磁打点计时器时得到的,打下的点迹的分布情况如图所示。从打下A点到打下B点共14个点迹,历时__________s。(2)在使用电火花打点计时器来分析物体运动情况的实验中,有如下步骤A.把电火花打点计时器固定在桌子上B.安装好纸带C.松开纸带让物体带着纸带运动D.接通220V交流电源E.按下脉冲输出开关,进行打点这些步骤正确的排列顺序为__________。【解析】(1)电磁打点计时器是一种计时仪器,它使用的是4～6V的交流电源,当电源的频率是50Hz时,它每隔0.02s打一个点,结合纸带上的点迹可知:从打下A点到打下B点共14个点迹,历时0.02s×13=0.26s。(2)按照先组装实验装置,再进行实验可知使用电火花打点计时器来分析物体运动情况的实验步骤为:ABDEC。答案:(1)交流60.020.26(2)ABDEC4.如图所示,打点计时器所用电源的频率为50Hz,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为:AC=14.0mm,AD=25.0mm。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】打点计时器是根据交变电流的电流方向随时间迅速变化而工作的,打点周期等于交流电的周期,为0.02s;根据平均速度的定义得:在AC间的平均速度vAC==0.35m/s;在AD间的平均速度vAD==0.42m/s,AC段时间比AD段时间更短,故AC段平均速度与B点瞬时速度更接近,即B点的瞬时速度更接近于0.35m/s。答案:0.350.420.355.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50Hz。(1)相邻两个计数点间的时间为__________s。(2)打第五个计数点时纸带的速度v5=__________m/s(保留三位有效数字)。【解析】(1)由于每相邻两个计数点间还有4个点没有画出,所以相邻的计数点间的时间间隔T=0.1s。(2)利用对平均速度取极限的思想方法,可近似求得v5,取离5最近的两点4和6,求其两点间的平均速度近似等于v5,即:v5=m/s=1.40m/s。答案:(1)0.1(2)1.40【补偿训练】如图所示为一条打点计时器正常工作时打出的纸带,其中A、B、C、D、E为计时器连续打下的五个点,且打点计时器每打一个点所用的时间为T。为求得计时器打点C时纸带的速度,则下列算式中最合理的是()A.B.C.D.【解析】选B。为求打某点时的瞬时速度,利用的是对平均速度取极限的思想方法,故为求打点C时纸带的速度,可以在C点两侧各取一点,使这两点间所对应的时间间隔尽量最短。由题图可知,所取的两点应为点B和D,则B、D之间的平均速度vBD=,即为所求,故B正确,A、C、D错误。6.在“练习使用打点计时器”的实验中,某同学选出了一条清晰的纸带,并按打点的先后顺序取其中的A、B、C、…七个点进行研究,这七个点和刻度尺标度的对应如图所示。(1)由图可知,A、B两点的时间间隔是________s,纸带做的是________(选填“加速”“减速”或“匀速”)直线运动。(2)A、D两点间的平均速度大小为________m/s,E、G两点间的平均速度大小为________m/s。(保留两位有效数字)【解析】(1)由于AB两点之间共有5个时间间隔,而打点计时器每隔0.02s打一个点,所以相邻的计数点间的时间间隔:T=0.1s;由于计数点间的时间间隔相同,纸带越向右计数点间的位移越大,说明物体的速度越来越大,即物体做加速直线运动。(2)由图可知,AD之间的距离为4.15cm,EG之间的距离为4.55cm,由平均速度等于位移除以时间可以解出AD间的平均速度为:=m/s=0.14m/s,E点到G点的平均速度为:=m/s=0.23m/s。答案:(1)0.1加速(2)0.140.23