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2019-2020年高中物理 每日一題之快樂暑假 第10天 實(shí)驗(yàn)：用打點(diǎn)計(jì)時器測速度（含解析）新人教版 考綱要求：Ⅰ 難易程度：★★☆☆☆ 用打點(diǎn)計(jì)時器可測紙帶運(yùn)動的時間和位移。下面是沒有按操作順序?qū)懙牟煌暾膶?shí)驗(yàn)步驟，按照你對實(shí)驗(yàn)的理解，在各步驟空白處填上適當(dāng)?shù)膬?nèi)容，然后根據(jù)實(shí)際操作的合理步驟，將各步驟的字母代號按順序?qū)懺诳瞻滋帯? A．在電磁打點(diǎn)計(jì)時器的兩接線柱上分別接上導(dǎo)線，導(dǎo)線另一端分別接在50 Hz交流電源的兩接線柱上； B．把電磁打點(diǎn)計(jì)時器固定在桌子上，讓紙帶穿過_______，并壓在_______下面； C．用刻度尺測量從計(jì)時開始點(diǎn)到最后一個點(diǎn)間的距離Δx； D．切斷電源，取下紙帶，如果共有n個清晰的點(diǎn)，則這段紙帶記錄的時間Δt=________； E．打開電源開關(guān)，再用手水平地拉動紙帶，紙帶上打下一系列小點(diǎn)。 F．利用公式=計(jì)算紙帶運(yùn)動的平均速度。 實(shí)驗(yàn)步驟的合理順序是_______________。 【參考答案】限位孔 復(fù)寫紙 （n–1）0.02 s BAEDCF 【試題解析】使用打點(diǎn)計(jì)時器時應(yīng)該將紙帶穿過限位孔，并將紙帶放在復(fù)寫紙下。打點(diǎn)時先開電源再釋放紙帶。合理的操作順序?yàn)锽AEDCF。交流電頻率為50 Hz，打點(diǎn)時間間隔為0.02 s，紙帶上有n個清晰的點(diǎn)，則時間間隔為（n–1）0.02 s。 【知識補(bǔ)給】 打點(diǎn)計(jì)時器的使用 （1）拖曳紙帶的物體應(yīng)靠近打點(diǎn)計(jì)時器，以充分利用紙帶，打出更多點(diǎn)跡。 （3）要先接通打點(diǎn)計(jì)時器的電源，再釋放小車。首先能避免紙帶被提前拖曳，能打點(diǎn)的紙帶縮短；其次可使打下的第一個點(diǎn)對應(yīng)初速度為零的狀態(tài)，完整地記錄下運(yùn)動的全過程，便于分析。 （3）誤差：紙帶和限位孔、紙帶和紙盤間的摩擦。對于電磁打點(diǎn)計(jì)時器，還有振針對紙帶的阻力。 使用打點(diǎn)計(jì)時器測量瞬時速度時應(yīng)注意 A．無論使用電磁打點(diǎn)計(jì)時器還是電火花計(jì)時器，都應(yīng)該把紙帶穿過限位孔，再把套在軸上的復(fù)寫紙壓在紙帶的上面 B．使用打點(diǎn)計(jì)時器時應(yīng)先接通電源，再拉動紙帶 C．使用電磁打點(diǎn)計(jì)時器在拉動紙帶時，拉動的方向應(yīng)與限位孔平行 D．打點(diǎn)計(jì)時器只能連續(xù)工作較短時間，打點(diǎn)之后要立即關(guān)閉電源 小明拉著穿過打點(diǎn)計(jì)時器的紙帶的一端運(yùn)動，紙帶上打出的點(diǎn)如圖所示，由此判斷紙帶的運(yùn)動情況是 A．先勻速后減速 B．先加速后勻速 C．先減速后加速 D．先加速后減速 如圖為同一打點(diǎn)計(jì)時器打出的4條紙帶，其中平均速度最大的是（打點(diǎn)時間間隔均相同） 電磁打點(diǎn)計(jì)時器和電火花打點(diǎn)計(jì)時器都是使用________電源的計(jì)時儀器，電磁打點(diǎn)計(jì)時器工作的電壓是__________V，電火花打點(diǎn)計(jì)時器工作的電壓是_________V。當(dāng)電源頻率是50 Hz時，它每隔____________打一個點(diǎn)。如圖為物體運(yùn)動時打點(diǎn)計(jì)時器打出的一條紙帶，圖中相鄰的點(diǎn)間還有四個點(diǎn)未畫出，已知打點(diǎn)計(jì)時器接交流50 Hz的電源，則ae段的平均速度為__________m/s。d瞬時速度約為___________m/s。（保留兩位有效數(shù)字） （1）在探究小車速度隨時間變化的規(guī)律的實(shí)驗(yàn)中，按照實(shí)驗(yàn)進(jìn)行的先后順序，將下述步驟的代號填在橫線上______________。 A．把穿過打點(diǎn)計(jì)時器的紙帶固定在小車后面 B．把打點(diǎn)計(jì)時器固定在木板上沒有滑輪的一端，并連好電路 C．換上新的紙帶，再重做兩次 D．把長木板平放在實(shí)驗(yàn)桌上，并使滑輪伸出桌面 E．使小車停在靠近打點(diǎn)計(jì)時器處，接通電源，放開小車，讓小車運(yùn)動 F．把一條細(xì)繩拴在小車上，細(xì)繩跨過定滑輪，下邊吊著合適的鉤碼 G．?dāng)嚅_電源，取出紙帶 （2）紙帶上每隔___________s打下一點(diǎn)，現(xiàn)在使用打點(diǎn)計(jì)時器測定物體的速度，當(dāng)電源頻率低于50 Hz時，若仍按照50 Hz計(jì)算，則測出的速度值將比真實(shí)值_____________（選填“大”或者“小”）. 如圖所示，在紙帶上選好的計(jì)時點(diǎn)下面標(biāo)0，在第5點(diǎn)下面標(biāo)1，在第10點(diǎn)下面標(biāo)2……，標(biāo)明的點(diǎn)叫計(jì)數(shù)點(diǎn)，則相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)時間間隔為_______，兩相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離分別是x1、x2、x3……，測得x1=2.80 cm，x2=3.80 cm，x3=4.76 cm，x4=5.76 cm，x5=6.78 cm。那么： （1）根據(jù)各點(diǎn)的瞬時速度可用極短時間內(nèi)的平均速度表示，可計(jì)算1、2、3、4各點(diǎn)的瞬時速度，將得到的數(shù)據(jù)填入下表中。 計(jì)數(shù)點(diǎn)序號 1 2 3 4 通過計(jì)數(shù)點(diǎn)的速度v（cm/s） （2）根據(jù)表中的數(shù)據(jù)，在坐標(biāo)紙上畫出v–t圖象（自己確定合理的標(biāo)度）。 （1）打點(diǎn)計(jì)時器接____（填“交流”、“直流”）電源，當(dāng)頻率是50 Hz時，打點(diǎn)計(jì)時器每隔____秒打一個點(diǎn)。 （2）電磁打點(diǎn)計(jì)時器是一種使用交流電源的計(jì)時儀器，根據(jù)打點(diǎn)計(jì)時器打出的紙帶，我們可以從紙帶上直接得到的物理量是__________。 A．時間間隔 B．位移 C．平均速度 D．瞬時速度 （3）關(guān)于打點(diǎn)計(jì)時器的使用說法正確的是________。 A．電磁打點(diǎn)計(jì)時器使用的是10 V以下的直流電源 B．在測量物體速度時，先讓物體運(yùn)動，后接通打點(diǎn)計(jì)時器的電源 C．使用的電源頻率越高，打點(diǎn)的時間間隔就越小 D．紙帶上打的點(diǎn)越密，說明物體運(yùn)動得越快 （4）在“練習(xí)使用打點(diǎn)計(jì)時器”的實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)選出了一條清晰的紙帶，如圖所示是小車拖動紙帶用打點(diǎn)計(jì)時器打出的一條紙帶，A、B、C、D、E、F、G為我們在紙帶上所選的計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時間間隔為0.1 s。試求BD、DF兩個過程的平均速度。vBD=________m/s；vDF=__________m/s。（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字） 【參考答案】 BCD 電磁打點(diǎn)計(jì)時器使用復(fù)寫紙，電火花打點(diǎn)計(jì)時器不用復(fù)寫紙，A錯誤；實(shí)驗(yàn)時應(yīng)當(dāng)先接通電源，再拉動紙帶，B正確；為減小摩擦，拉動紙帶的方向應(yīng)當(dāng)與限位孔平行，C正確；打點(diǎn)計(jì)時器不能長時間連續(xù)工作，D正確。 當(dāng)電源的頻率是50 Hz時，打點(diǎn)周期為0.02 s；電火花計(jì)時器的工作電壓是220 V，打點(diǎn)周期是0.02 s；ae段的平均速度為，d點(diǎn)的瞬時速度約為。 【點(diǎn)睛】對于基本實(shí)驗(yàn)儀器，要會正確使用，了解其工作原理，為將來具體實(shí)驗(yàn)打好基礎(chǔ)，對于實(shí)驗(yàn)裝置和工作原理，我們不僅從理論上學(xué)習(xí)它，還要從實(shí)踐上去了解它，自己動手去做做。 （1）DBFAEGC或DBAFEGC （2）0.02 大 （1）正確的實(shí)驗(yàn)步驟是：把長木板平放在實(shí)驗(yàn)桌上，把打點(diǎn)計(jì)時器固定在木板一端，并連好電路，把穿過打點(diǎn)計(jì)時器的紙帶固定在小車后，使小車停在靠近打點(diǎn)計(jì)時器處，先接通電源，再放開小車，讓小車運(yùn)動，打完一條紙帶，斷開電源，取下紙帶，換上新紙帶，再重做兩次，即順序?yàn)镈BFAEGC或DBAFEGC。 （2）紙帶上每隔0.02 s打下一點(diǎn)，當(dāng)電源頻率低于50 Hz時，實(shí)際打點(diǎn)周期將變大，而進(jìn)行計(jì)算時，仍然用0.02 s，因此測出的速度數(shù)值將比物體的真實(shí)數(shù)值大。 0.1 s （1）33.0 42.8 52.6 62.7 （2）如圖所示 打點(diǎn)的時間間隔為0.02 s，相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間有5個間隔，則相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時間間隔為0.1 s。 由極短時間內(nèi)的平均速度表示瞬時速度，則有，同理可得，，。 3打點(diǎn)穩(wěn)定后，再讓物體運(yùn)動，B錯誤；C、使用的電源頻率越高，周期越小，打點(diǎn)的時間間隔就越小，C正確；D、紙帶上打的點(diǎn)越密，說明相同時間內(nèi)物體的位移越小，物體運(yùn)動得越慢，D錯誤。故選C。 （4）BD段的平均速度為：；DF段的平均速度為：。