答案： 打點計時器的使用專題

1、專題打點記時器的使用一、研究勻變速直線運動圖10EABCD2、2011-11-11（6分）如圖10所示為小車由靜止開始沿斜面勻加速下滑的頻閃照片示意圖，已知閃光頻率為每秒10次，且第一次閃光時小車恰好從A點開始運動。根據照片測得各閃光時刻小車位置間的實際距離分別為AB=2.42cm，BC=7.31cm，CD=12.20cm，DE=17.13cm。由此可知，小車運動的加速度大小為 m/s2，小車運動到D點時的速度大小為 m/s。（結果均保留2位有效數字） （1）4.9（3分）， （2）1.5（3分）圖27EABCD2011-11-f 11A（6分）如圖27所示為小金屬塊由靜止開始沿斜面勻加速下滑

2、的頻閃照片示意圖，已知閃光頻率為每秒10次，且第一次閃光時小金屬塊恰好從A點開始運動。根據照片測得各閃光時刻小金屬塊位置間的實際距離分別為AB=2.42cm，BC=7.31cm，CD=12.20cm，DE=17.13cm。若測得斜面的傾角=37°，且已知sin37°=0.60，cos37°=0.80，g取9.8m/s2。由此可知，小金屬塊與斜面間的動摩擦因數為 。11A0.125圖28EABCD11B（6分）如圖28所示為小車由靜止開始沿斜面勻加速下滑的頻閃照片示意圖，已知閃光頻率為每秒10次，且第一次閃光時小車恰好從A點開始運動。根據照片測得各閃光時刻小車位置間

3、的實際距離分別為AB=2.42cm，BC=7.31cm，CD=12.20cm，DE=17.13cm。若已知當地的重力加速度g=9.8m/s2，小車下滑過程中所受的阻力可忽略不計，則由此可知斜面與水平面之間的夾角 °。11B303某同學用圖2 所示的實驗裝置研究小車在斜面上的運動。實驗步驟如下：a、安裝好實驗器材。b、接通電源后，讓拖著紙帶的小車沿平板斜面向下運動，重復幾次。選出一條點跡比較清晰的紙帶，舍去開始密集的點跡，從便于測量的點開始，每兩個打點間隔取一個計數點，如圖3中0、1、26點所示。c、測量1、2、36計數點到0計數點的距離，分別記作：S1、S2、S3S6。d、通過測量和

4、計算，該同學判斷出小車沿平板做勻速直線運動。e、分別計算出S1、S2、S3S6與對應時間的比值。f、以為縱坐標、t為橫坐標，標出與對應時間t的坐標點，劃出t圖線。結合上述實驗步驟，請你完成下列任務：實驗中，除打點及時器（含紙帶、復寫紙）、小車、平板、鐵架臺、導線及開關外，在下面的儀器和器材中，必須使用的有 和 。（填選項代號）A、電壓合適的50Hz交流電源 B、電壓可調的直流電源 C、刻度尺 D、秒表 E、天平 F、重錘將最小刻度為1mm的刻度尺的0刻線與0計數點對齊，0、1、2、5計數點所在位置如圖4所示，則S2= cm，S5= cm。該同學在圖5中已標出1、3、4、6計數點對應的坐標，請你

5、在該圖中標出與2、5兩個計數點對應的坐標點，并畫出t。根據t圖線判斷，在打0計數點時，小車的速度v0= m/s；它在斜面上運動的加速度a= m/s2。3、A，C （2.972.99），（13.1913.21）如圖 （0.160.20），（4.505.10）注解；寫出圖像的表達式：v=v0+a 或S=v0t+at2 得 =v0+ a二、探究a與F合的關系電源插頭紙帶打點計時器小車砝碼盤3.（1）某同學用圖所示裝置做“驗證牛頓第二定律”實驗。在驗證質量一定時，加速度和力成正比的結論時，某學生利用測量數據畫出的aF圖線如圖所示。若發(fā)現(xiàn)圖線在橫軸上的截距OA較大，明顯超出了偶然誤差的范圍，其原因是由于

6、 。若發(fā)現(xiàn)圖線在縱軸上的截距OB較大，明顯超出了偶然誤差的范圍，其原因是由于 。若發(fā)現(xiàn)圖線不是一條直線，而向下彎曲，其原因是由于 。圖0aF0aF0aFAB（1）未平衡摩擦力。平衡小車所受摩擦力時，小桶中的沙子過多或木板遠離滑輪一端墊得過高。不滿足小車的質量遠大于小桶及沙子的質量。 7“探究加速度a與物體所受合力F及質量m關系”實驗。 圖a所示為實驗裝置圖。圖b為某次實驗得到的一段紙帶，計數點A、B、C、D、E間的時間間隔為0.1s，根據紙帶可求出小車的加速度大小為 m/s2。（結果保留兩位有效數字）3.208.3015.30.3024.200.30保持小車質量不變，改變砂和砂桶質量，進行多次

7、測量。根據實驗數據做出了加速度a隨拉力F的變化圖線，如圖c所示。圖中直線沒有通過原點，其主要原因是 。保持砂和砂桶質量不變，改變小車中砝碼質量，進行多次測量，分別得到小車加速度a與質量m及對應的的數據如表中所示：實驗次數12345678小車加速度a/m·s -21.901.721.491.251.000.750.500.30小車和砝碼質量m/kg0.250.290.330.400.500.711.001.674.003.453.032.502.001.411.000.60a請在坐標紙中畫出圖線；b根據作出的圖像可以得到的結論是： 。6 1.9 (2分)實驗前未平衡摩擦力（或平衡摩擦力

8、不充分） (2分) a. 如圖 (2分)b圖線為過原點的直線，表明在合外力一定時，加速度跟質量成反比 (2分)8（10西城一模）某同學采用如圖3所示的裝置驗證規(guī)律：“物體質量一定，其加速度與所受合力成正比”。 紙帶 打點計時器圖3配重墊木a按圖3把實驗器材安裝好，不掛配重，反復移動墊木直到小車做勻速直線運動； b把細線系在小車上并繞過定滑輪懸掛配重，接通電源，放開小車，打點計時器在被小車帶動的紙帶上打下一系列點，取下紙帶，在紙帶上寫上編號；c保持小車的質量M不變，多次改變配重的質量m，再重復步驟b；d算出每條紙帶對應的加速度的值；e用縱坐標表示加速度a，橫坐標表示配重受的重力mg（作為小車受到

9、的合力F），作出aF圖象。 在步驟d中，該同學是采用vt圖象來求加速度的。圖4為實驗中打出的一條紙帶的一部分，紙帶上標出了連續(xù)的3個計數點，依次為B、C、D，相鄰計數點之間還有4個計時點沒有標出。打點計時器接在頻率為50Hz的交流電源上。打點計時器打C點時，小車的速度為 m/s； 圖43cm456789101112131415BCDt/sv/(ms-1)圖500.10.20.30.40.51.00.20.40.60.800.10.20.30.20.4F/Na/(ms-2)圖6 其余各點的速度都標在了vt坐標系中，如圖5所示。t=0.10s時，打點計時器恰好打B點。請你將中所得結果標在圖5所示的

10、坐標系中，并作出小車運動的vt圖線；利用圖線求出小車此次運動的加速度a = _m/s2； 最終該同學所得小車運動的aF圖線如圖6所示，從圖中我們看出圖線是一條經過原點的直線。根據圖線可以確定下列說法中不正確的是A本實驗中小車質量一定時，其加速度與所受合力成正比B小車的加速度可能大于重力加速度gC可以確定小車的質量約為0.50kgD實驗中配重的質量m遠小于小車的質量 Mt/sv/(ms-1)圖100.10.20.30.40.51.00.20.40.60.86. 0.44 （3分） 如圖1 （標點2分） （連線2分）1.0（0.95 1.05）（2分） B （3分）甲 紙帶 電火花計時器墊木 小車

11、鉤碼 平面軌道9（12h2）（1）（6分）用如圖甲所示裝置做“探究物體的加速度跟力的關系”的實驗。實驗時保持小車的質量不變，用鉤碼所受的重力作為小車受到的合力，用打點計時器和小車后端拖動的紙帶測出小車運動的加速度。實驗時先不掛鉤碼，反復調整墊木的左右位置，直到小車做勻速直線運動，這樣做的目的是 。圖乙為實驗中打出的一條紙帶的一部分，從比較清晰的點跡起，在紙帶上標出了連續(xù)的5個計數點A、B、C、D、E，相鄰兩個計數點之間都有4個點跡沒有標出，測出各計數點到A點之間的距離，如圖乙所示。已知打點計時器接在頻率為50Hz的交流電源兩端，則此次實驗中小車運動的加速度的測量值a=_m/s2。（結果保留兩位

12、有效數字）OF/Na/m×s-2AB丙乙3.90ABCDE8.7914.7021.60單位：cm實驗時改變所掛鉤碼的質量，分別測量小車在不同外力作用下的加速度。根據測得的多組數據畫出a-F關系圖線，如圖丙所示。此圖線的AB段明顯偏離直線，造成此現(xiàn)象的主要原因可能是 。（選填下列選項的序號）A小車與平面軌道之間存在摩擦 B平面軌道傾斜角度過大C所掛鉤碼的總質量過大 D所用小車的質量過大21（1）（6分）平衡小車運動中所受的摩擦阻力（2分） 0.99或1.0（2分） C（2分）三、探究動能定理太繁瑣當練習用6.（11豐臺一模）某實驗小組采用如圖所示的裝置探究“合外力做功與速度變化的關系”

13、。實驗時，先接通電源再松開小車，打點計時器在紙帶上打下一系列點。小車所受到的拉力F為0.20N，小車的質量為200g。實驗前，木板左端被墊起一些，使小車在不受拉力作用時做勻速直線運動。這樣做的目的是（ ）A為了平衡摩擦力B增大小車下滑的加速度C可使得細繩對小車做的功等于合外力對小車做的功D可以用質量較小的砝碼就可以拉動小車，以滿足砝碼質量遠小于小車質量的要求同學甲選取一條比較理想的紙帶做分析。小車剛開始運動時對應在紙帶上的點記為起始點O，在點跡清楚段依次選取七個計數點A、B、C、D、E、F、G，相鄰計數點間的時間間隔為0.1s。測量起始點O至各計數點的距離，計算計數點對應小車的瞬時速度、計數點

14、與O點之間的速度平方差、起始點O到計算點過程中細繩對小車做的功。其中計數點D的三項數據沒有計算，請完成計算并把結果填入表格中。BCDEFGAO點跡OABCDEFGx/cm15.5021.6028.6136.7045.7555.7566.77v/(ms-1)0.6560.7550.9531.051v 2/(m2s-2)0.4300.5700.9081.105W/J0.04320.05720.0915 0.112W/J0.1200.1000.0800.0600.0400.02000.200.400.600.801.201.00v 2/(m2s-2)以W為縱坐標、以v 2為橫坐標在方格紙中作出W-v

15、 2圖象。B 、C、E、F四點已經在圖中描出，請在圖中描出D點，并根據描點合理畫出圖象。根據圖象分析得到的結論 。同學乙提出利用上述實驗裝置來驗證動能定理。如圖所示是打點計時器打出的小車在恒力F作用下做勻加速直線運動的紙帶，測量數據已用字母表示在圖中。小車質量為m，打點計時器的打點周期為T。利用這些數據可以驗證動能定理。MNxMxNxMN請你判斷這種想法是否可行？如果不行，說明理由。如果可行，寫出必要的分析與推理。5. AC （2分） 0.857、0.734、0.0734 （3分） 描點，將五點連成通過原點的直線（3分） W與v2成正比 （2分） 可行 （1分）從A到B的過程中，恒力做的功為W

16、MNFxMN （1分）物體動能的變化量為EkNEkMmvM2mvN2m()2m()2 （1分）有FxMN=，說明合外力做功等于物體動能變化，即驗證了動能定理。（1分）5（8分）乙同學采用如圖3所示的裝置進行了有關“動能定理”研究的實驗。 紙帶 電火花計時器圖3配重墊木 小車a按圖3把實驗器材安裝好，不掛配重，反復移動墊木直到小車做勻速直線運動；b把細線系在小車上并繞過定滑輪懸掛質量為100g的配重，接通電源，放開小車，電火花計時器在被小車帶動的紙帶上打下一系列點。從某點A開始，此后在紙帶上每隔4個點取一個計數點，依次標為B、C、D、；c測量出B、C、D、各點與A點的距離，分別記為x1、x2、x

17、3、；圖400.10.20.30.40.51.0W/J2/(m2s-2)0.62.03.00.51.52.5d用配重受到的重力分別乘以x1、x2、x3、，得到配重重力所做的功W1、W2、W3、；(重力加速度g=9.80m/s2)e求出B、C、D、各點的速度大小，分別記為1、2、3、，再求出它們的平方12、22、32、；f用縱坐標表示速度的平方2，橫坐標表示配重重力所做的功W，作出2W圖象，并在圖象中描出（Wi，i2）坐標點，再連成圖線；（以下計算保留到小數點后兩位） 在步驟d中，該同學測得x4=40.00cm，則配重重力所做的功W4= J； 該同學得到的2W圖象如圖4所示。通過圖象可知，打A點

18、時對應小車的速度0 = _m/s； 小車的質量M= kg。 0.39；（2分） 0.50（0.450.55）；（3分） 0.30（0.290.31）；（3分）21.（1） CD（3分）0.83（3分）注意重錘重力勢能的減少量轉化為mM的動能W=4. （11海淀一模）“探究動能定理”的實驗裝置如圖6所示，當小車在兩條橡皮筋作用下彈出時，橡皮筋對小車做的功記為W0。當用4條、6條、8條完全相同的橡皮筋并在一起進行第2次、第3次、第4次實驗時，橡皮筋對小車做的功記為2W0、3W0、4W0，每次實驗中由靜止彈出的小車獲得的最大速度可由打點計時器所打的紙帶測出。關于該實驗，下列說法正確的是木板打點計時器

19、紙帶小車橡皮筋圖6A打點計時器可以用直流電源供電，電壓為46VB實驗中使用的若干根橡皮筋的原長可以不相等C每次實驗中應使小車從同一位置由靜止彈出D利用每次測出的小車最大速度vm和橡皮筋做的功W，依次做出W-vm、W-vm2、W-vm3、W2-vm、W3-vm的圖象，得出合力做功與物體速度變化的關系。E.實驗時應使木板水平，保證小車在水平面上運動F.當小車速度達到最大時，橡皮筋處于伸長狀態(tài)，小車在兩個鐵釘的連線處運動方向ABCDEO圖7圖7給出了某次在正確操作情況下打出的紙帶，從中截取了測量物體最大速度所用的一段紙帶，測得O點到A、B、C、D、E各點的距離分別為OA=5.65cm，OB=7.12

20、cm，OC=8.78cm，OD=10.40cm，OE=11.91cm，。已知相鄰兩點打點時間間隔為0.02s，則小車獲得的最大速度vm= m/s。2. CD（3分）0.83（3分）紙帶橡皮筋打點計時器 圖平木板21（18分）（1）（6分）為探究力對同一個原來靜止的物體所做的功與物體獲得的速度的關系，可通過如圖所示的實驗裝置進行：在木板上釘兩個鐵釘，將并接在一起的相同的橡皮筋的兩端固定在鐵釘的頂端，橡皮筋的中央都掛在小車前端上方的小掛鉤上，通過拉動小車使橡皮筋伸長，由靜止釋放小車，橡皮筋對小車做功，再利用打點計時器和小車后端拖動的紙帶記錄小車的運動情況?，F(xiàn)有主要的探究步驟如下：a保持小車由靜止釋

21、放的位置相同，通過改變并接在一起的相同橡皮筋的條數，使橡皮筋對小車做的功分別為W、2W、3W；b由打點計時器打出的若干條紙帶分別求出小車各次運動的最大速度v1、v2、v3；c做出W-v圖象；d分析W-v圖象。如果W-v圖象是一條直線，表明Wv；如果不是直線，可考慮是否存在Wv2、Wv3、W等關系。在實驗中，除了圖中已有的實驗器材以及交流電源、導線、開關以外，還需要哪種測量工具？答： 。對于該實驗，下列操作中屬于實驗要求的是 。（填寫選項前的序號）A小車每次都應從靜止開始釋放B實驗中應將平板傾斜適當角度以平衡摩擦力C應在紙帶上選取點跡間隔均勻的部分計算小車的最大速度vD必須測量出小車的質量刻度尺

22、（3分）；ABC（3分）（說明：選對但不全的得2分，有選錯的得0分）圖12打點計時器復寫紙接電源紙帶夾重錘振針限位孔思、驗證機械能守恒定律9.（09海淀一模）在“驗證機械能守恒定律”的實驗中，利用重錘拖著紙帶自由下落通過打點計時器并打出一系列的點，對紙帶上的點跡進行測量，即可驗證機械能守恒定律。 在實驗過程中，下列的說法正確的是： 。A必須使用的測量儀器有：打點計時器、天平和刻度尺B紙帶與打點計時器的兩個限位孔要在同一豎直線上C實驗中其他條件不變時，選用重錘質量的大小不影響實驗的誤差D選用紙帶上任意兩點的數據都可以驗證機械能守恒定律 按圖12所示安裝好實驗裝置，正確進行實驗操作，從打出的紙帶中選出符合要求的紙帶，如圖13所示。圖中O點為為打點起始點，且速度為零。BCDE圖13h1h2h3AFGO選取紙帶上打出的連續(xù)點A、B、C、，測出其中E、F、G點距打點起始點O的距離分別為h1、h2、h3，已知重錘質量為m，當地重力加速度為g，打點計時器打點周期為T。為驗證此實驗過程中機械能是否守恒，需要計算出從打下O點到打下F點的過程中，重錘重力勢能的減少量Ep= ，動能的增加量Ek= （ 用題中所給字母表示 ）。系統(tǒng)誤差總是使Ep Ek（填大于或小于）圖14h/（×10-2m）v2/(m/s)2010.020.030.040.02.04.06.08.050.0 以各