專題強(qiáng)化-實(shí)驗(yàn)：練習(xí)使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)量紙帶的平均速度和瞬時(shí)速度【原卷版】(人教版2019)

專題強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)：練習(xí)使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)量紙帶的平均速度和瞬時(shí)速度 專題強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)：練習(xí)使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)量紙帶的平均速度和瞬時(shí)速度1.學(xué)會(huì)安裝和使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器.2.學(xué)會(huì)測(cè)量紙帶、制表及記錄數(shù)據(jù).3.掌握測(cè)瞬時(shí)速度的方法，會(huì)用打出的紙帶求瞬時(shí)速度．1.學(xué)會(huì)安裝和使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器.2.學(xué)會(huì)測(cè)量紙帶、制表及記錄數(shù)據(jù).3.掌握測(cè)瞬時(shí)速度的方法，會(huì)用打出的紙帶求瞬時(shí)速度．SHAPE考點(diǎn)一考點(diǎn)一：打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的使用平均速度的測(cè)量1．把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在桌子上．2．安裝紙帶．3．把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的兩個(gè)接線柱接到交變電源上(電源頻率為50Hz，電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接4～6V低壓交變電源，電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接220V交變電源)．4．啟動(dòng)電源，用手水平拉動(dòng)紙帶，紙帶上就打出一行小點(diǎn)．隨后立即關(guān)閉電源．5．取紙帶上能夠看清的某一點(diǎn)為起始點(diǎn)0，后面每5個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，分別用1,2,3…標(biāo)出這些計(jì)數(shù)點(diǎn)，則兩相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的時(shí)間間隔Δt＝0.1s.6．用刻度尺測(cè)量出各計(jì)數(shù)點(diǎn)到起始點(diǎn)的距離．7．計(jì)算兩相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的位移Δx.8．利用公式v＝eq\f(Δx,Δt)計(jì)算紙帶上各相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的平均速度．考點(diǎn)一考點(diǎn)一：瞬時(shí)速度的測(cè)量v－t圖像1．測(cè)瞬時(shí)速度的原理紙帶上某一位置的瞬時(shí)速度，可以粗略地由包含這一位置在內(nèi)的一小段位移Δx內(nèi)的平均速度表示，即根據(jù)v＝eq\f(Δx,Δt)，當(dāng)Δt或Δx較小時(shí)，用這個(gè)平均速度代表紙帶經(jīng)過(guò)該位置的瞬時(shí)速度．如圖1所示，E點(diǎn)的瞬時(shí)速度可用D、F兩點(diǎn)間的平均速度代表，即vE＝eq\f(Δx,Δt).圖12．?dāng)?shù)據(jù)處理(1)根據(jù)v＝eq\f(Δx,Δt)計(jì)算出的速度可以代表在Δx這一段位移內(nèi)任意一點(diǎn)的瞬時(shí)速度，將數(shù)據(jù)填入表中.位置0123456…x/mΔx/mΔt/sv/(m·s－1)(2)建立平面直角坐標(biāo)系，如圖，根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)在坐標(biāo)系中描點(diǎn)，然后用平滑的曲線把這些點(diǎn)連接起來(lái)，即得到物體運(yùn)動(dòng)的v－t圖像．考點(diǎn)深化考點(diǎn)深化1．打點(diǎn)前，應(yīng)使物體停在靠近(填“靠近”或“遠(yuǎn)離”)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的位置.2．打點(diǎn)時(shí)，應(yīng)先接通電源，待打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)穩(wěn)定后，再拉動(dòng)紙帶．3．打點(diǎn)計(jì)時(shí)器不能連續(xù)工作太長(zhǎng)時(shí)間，打點(diǎn)之后應(yīng)立即關(guān)閉電源．4．對(duì)紙帶進(jìn)行測(cè)量時(shí)，不要分段測(cè)量各段的位移，正確的做法是一次測(cè)量完畢，即統(tǒng)一測(cè)量出各個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)到起始點(diǎn)O之間的距離．5．為減小實(shí)驗(yàn)誤差，1,2,3,4…不一定是連續(xù)的計(jì)時(shí)點(diǎn)，可以每5個(gè)點(diǎn)(中間隔4個(gè)點(diǎn))取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，此時(shí)兩計(jì)數(shù)點(diǎn)的時(shí)間間隔T＝0.1s.6．計(jì)算某計(jì)數(shù)點(diǎn)的瞬時(shí)速度時(shí)，一般地Δx、Δt應(yīng)取該計(jì)數(shù)點(diǎn)前、后兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的位移和時(shí)間，vn＝eq\f(Δxn＋Δxn＋1,2T).能力提升精練能力提升精練一、單選題1．下列關(guān)于使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的說(shuō)法正確的是（）A．使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器時(shí)應(yīng)先釋放紙帶，再接通電源B．打點(diǎn)計(jì)時(shí)器只能連續(xù)工作很短的時(shí)間，打完點(diǎn)之后應(yīng)立即關(guān)閉電源C．電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和電火花計(jì)時(shí)器的工作電源都是用直流電D．紙帶上點(diǎn)跡越密集，說(shuō)明被測(cè)量的物體運(yùn)動(dòng)的越快2．如圖所示，上圖是電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的示意圖，下圖是該打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在某次實(shí)驗(yàn)中打出的紙帶，則以下說(shuō)法中正確的是（）A．該打點(diǎn)計(jì)時(shí)器應(yīng)接在直流電源上B．紙帶上兩點(diǎn)間的時(shí)間間隔為C．當(dāng)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器正常工作時(shí)，紙帶上點(diǎn)跡越密的地方表示紙帶的運(yùn)動(dòng)速度越大D．若紙帶上打出D、F兩點(diǎn)的時(shí)間間隔為，兩點(diǎn)間距為，則可以用大致表示打下E點(diǎn)時(shí)紙帶的瞬時(shí)速度3．打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)中常用的物理儀器，它可以在有限長(zhǎng)度的紙帶上打出一系列的點(diǎn)，人們通過(guò)對(duì)相關(guān)點(diǎn)間的距離的測(cè)量，便可測(cè)量出帶動(dòng)紙帶的小車或滑塊的平均速度、瞬時(shí)速度及加速度。某次使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器研究某小車的運(yùn)動(dòng)時(shí)，所用交流電源的頻率為50Hz。關(guān)于該打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的下列說(shuō)法正確的是（）A．使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器時(shí)，應(yīng)先釋放紙帶后接通電源B．打出相鄰計(jì)時(shí)點(diǎn)的時(shí)間間隔為0.1sC．紙帶上兩相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有四個(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn)，則打出兩相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)的時(shí)間間隔為0.1sD．打點(diǎn)計(jì)時(shí)器也可使用低壓直流電源4．電火花計(jì)時(shí)器正逐漸取代傳統(tǒng)的電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，下列不屬于電火花計(jì)時(shí)器優(yōu)點(diǎn)的是（）A．電火花計(jì)時(shí)器使用220V交流電源，不需要使用學(xué)生電源進(jìn)行變壓B．電火花計(jì)時(shí)器利用火花放電使墨粉在紙帶上打出墨點(diǎn)而顯出點(diǎn)跡的，計(jì)時(shí)更準(zhǔn)確C．電火花計(jì)時(shí)器打點(diǎn)周期恒為0.02秒，不會(huì)由于電源的頻率變化而變化D．電火花計(jì)時(shí)器打點(diǎn)時(shí)與紙帶間的阻力很小，實(shí)驗(yàn)誤差更小二、多選題5．關(guān)于打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的使用，下列說(shuō)法中正確的是（

）A．電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的是的交流電源B．在測(cè)量物體速度時(shí)，先接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源，再讓物體運(yùn)動(dòng)C．使用的電源頻率越低，打點(diǎn)的時(shí)間間隔就越小D．紙帶上打的點(diǎn)越稀疏，說(shuō)明物體運(yùn)動(dòng)得越快6．使用電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器時(shí)，下列做法正確的是（

）A．紙帶要穿過(guò)限位孔，放置在復(fù)寫紙的下面B．可以用干電池做打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源C．每打完一條紙帶要及時(shí)切斷電源，防止線圈因過(guò)熱而損壞D．實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)當(dāng)先放開(kāi)小車，讓其運(yùn)動(dòng)起來(lái)，再接通電源7．小張用同一個(gè)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在固定頻率下，測(cè)量小車?yán)瓌?dòng)紙帶甲、乙、丙、丁的運(yùn)動(dòng)速度，每次小車都是自右向左運(yùn)動(dòng)，四段紙帶的長(zhǎng)度都相同，如圖，則下列敘述正確的是（

）A．紙帶甲打點(diǎn)均勻，表示小車的運(yùn)動(dòng)可能是勻速的B．紙帶乙顯示的平均速度一定大于紙帶甲顯示的平均速度C．紙帶丙表示的小車的運(yùn)動(dòng)可能是先快后慢D．紙帶丁表示的小車的運(yùn)動(dòng)可能是先慢后快三、填空題8．電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源應(yīng)是______（選填“直流”或“交流”）電源。我國(guó)電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的工作電壓為_(kāi)_____V，實(shí)驗(yàn)室使用電源時(shí)，如果每6個(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，即相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為_(kāi)_____s。當(dāng)電源頻率低于時(shí)，若仍按照計(jì)算，則測(cè)出的速度值將比真實(shí)值______。（選填“大”或“小”）9．電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器都是使用______（選填“直流電”或“交流電”）的計(jì)時(shí)儀器，當(dāng)電源頻率是50Hz時(shí)，每隔______s打一個(gè)點(diǎn)。如圖所示為物體運(yùn)動(dòng)時(shí)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的一條紙帶，圖中相鄰的兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有四個(gè)點(diǎn)未畫出，則d點(diǎn)對(duì)應(yīng)的瞬時(shí)速度為_(kāi)_____m/s。10．如圖所示是一位同學(xué)用手拉動(dòng)紙帶通過(guò)電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的一條紙帶，在紙帶旁邊附著一把毫米刻度尺，電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器每隔0.02s打一個(gè)點(diǎn)，則由A到C物體的位移為_(kāi)________cm，時(shí)間為_(kāi)_______s。11．在“練習(xí)使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的實(shí)驗(yàn)”中，一位同學(xué)所使用的交變電源的頻率為50Hz，他所打出的一條紙帶如圖：（1）AD間的平均速度是_______m/s；（2）在打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的使用中，關(guān)于接通電源和釋放紙帶的次序，下列說(shuō)法正確的是_______。A．先接通電源，后釋放紙帶B．先釋放紙帶，后接通電源C．釋放紙帶同時(shí)接通電源D．先接通電源或先釋放紙帶都可以12．電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)使用______電源（填“直流”或“交流”），頻率是50Hz，打點(diǎn)周期是______，實(shí)驗(yàn)得到做勻變速運(yùn)動(dòng)的紙帶上A、B兩點(diǎn)與B、C兩點(diǎn)之間各有四個(gè)點(diǎn)，如圖所示，則相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)的時(shí)間間隔是______。四、實(shí)驗(yàn)題13．（1）電火花計(jì)時(shí)器工作時(shí)使用________（選填“交流”或“直流”）電源，電壓為_(kāi)_______V，當(dāng)電源的頻率是50Hz時(shí)，每隔________s打一次點(diǎn)。（2）有關(guān)電火花計(jì)時(shí)器的使用基本步驟如下：A．紙帶完全通過(guò)電火花計(jì)時(shí)器后，及時(shí)關(guān)閉電火花計(jì)時(shí)器B．將電火花計(jì)時(shí)器插頭插入相應(yīng)的電源插座C．將紙帶從墨粉紙盤下面穿過(guò)電火花計(jì)時(shí)器D．接通開(kāi)關(guān)，聽(tīng)到放電聲，立即拖動(dòng)紙帶運(yùn)動(dòng)上述步驟正確的順序是________（按順序填寫步驟編號(hào)）14．某同學(xué)利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)物體的速度。（1）紙帶上的點(diǎn)跡直接記錄了________。A．物體運(yùn)動(dòng)的時(shí)間

B．物體的質(zhì)量C．物體在不同時(shí)刻的速度

D．物體在不同時(shí)刻的位置（2）本實(shí)驗(yàn)選用電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，它工作電源的頻率是50Hz，如果用它測(cè)量速度時(shí)，實(shí)驗(yàn)者不知道工作電源的頻率已變?yōu)?0Hz，而仍按50Hz進(jìn)行計(jì)算，這樣算出的速度值與物體速度的真實(shí)值相比________（填“偏大”或“偏小”）。（3）某同學(xué)選出了一條清晰的紙帶，并取其中的A、B、C、D四個(gè)點(diǎn)進(jìn)行研究（相鄰兩點(diǎn)間有4個(gè)點(diǎn)未畫出）。由圖可知，紙帶是做________（填加速、減速或勻速）直線運(yùn)動(dòng)。在打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出B點(diǎn)時(shí)，物塊的速度大小為_(kāi)_______m/s。15．（1）電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和電火花計(jì)時(shí)器都是使用________（填直流或交流）電源的儀器，電火花計(jì)時(shí)器的工作電壓是________V，當(dāng)電源頻率是50Hz時(shí)，它每隔________s打一次點(diǎn)。（2）若下面兩圖為某同學(xué)在做電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器實(shí)驗(yàn)時(shí)，獲得的兩條紙帶：兩圖中做變速直線運(yùn)動(dòng)的是________。（3）用電火花計(jì)時(shí)器在紙帶上打點(diǎn)時(shí)，操作的合理順序應(yīng)是________。A．先接通電源，再用手牽動(dòng)紙帶B．先用手牽動(dòng)紙帶，后接通電源C．接通電源的同時(shí)用手牽動(dòng)紙帶（4）某次實(shí)驗(yàn)中得到一條如圖所示的紙帶，圖中前幾個(gè)點(diǎn)模糊，紙帶上相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有四個(gè)點(diǎn)沒(méi)畫出來(lái)，計(jì)時(shí)器打點(diǎn)頻率為50Hz。則從打A點(diǎn)到打D點(diǎn)共歷時(shí)________s，從A到D紙帶的平均速度是________m/s。（本小題結(jié)果均保留2位有效數(shù)字）16．如圖是用光電門測(cè)量小車速度速度的實(shí)驗(yàn)截屏，在做該實(shí)驗(yàn)時(shí)，逐次將寬度為2cm、4cm、6cm、8cm的擋光片固定在小車上，更換擋光片時(shí)，保持擋光片的突出端位置不變。做該實(shí)驗(yàn)時(shí)，釋放小車時(shí)需要注意___________、___________。A組同學(xué)把擋光片的突出端安裝在車頭位置，則圖甲和圖乙中，___________是A組同學(xué)的實(shí)驗(yàn)截圖。17．用氣墊導(dǎo)軌和數(shù)字計(jì)時(shí)器能更精確地測(cè)量物體的瞬時(shí)速度．如圖所示，滑塊在牽引力作用下先后通過(guò)兩個(gè)光電門，配套的數(shù)字計(jì)時(shí)器記錄了遮光條通過(guò)光電門1的時(shí)間為，通過(guò)光電門2的時(shí)間為，先后通過(guò)光電門1、2所用的總時(shí)間為，已知遮光條的寬度為d，光電門1、2間的距離為L(zhǎng)，則滑塊通過(guò)光電門1的速度為_(kāi)_______，通過(guò)光電門2的速度為_(kāi)_______，通過(guò)光電門1、2間的平均速度為_(kāi)_______.（結(jié)果使用題目條件中的字母表示）18．（1）用氣墊導(dǎo)軌和數(shù)字計(jì)時(shí)器能更精確地測(cè)量物體的瞬時(shí)速度。如圖所示，滑塊在牽引力作用下先后通過(guò)兩個(gè)光電門，配套的數(shù)字毫秒計(jì)記錄了遮光板通過(guò)第一個(gè)光電門的時(shí)間為，通過(guò)第二個(gè)光電門的時(shí)間為，已知遮光板的寬度為，滑塊通過(guò)第一個(gè)光電門速度大小為_(kāi)___________m/s和第二個(gè)光電門的速度大小為_(kāi)___________m/s（保留兩位有效數(shù)字）（2）為使測(cè)量值更接近瞬時(shí)速度，正確的措施是正確的措施是_________；A．換用寬度更寬的遮光條B．換用寬度更窄的遮光條C．使滑塊的釋放點(diǎn)更靠近光電門（3）為了監(jiān)控車輛是否超速，交通部門常用測(cè)速儀來(lái)檢測(cè)。測(cè)速原理如圖所示，測(cè)速儀前后兩次發(fā)出并接收超聲波信號(hào)，再根據(jù)兩次信號(hào)的時(shí)間差，測(cè)出被測(cè)車輛的速度。如果某次檢測(cè)一輛勻速運(yùn)動(dòng)的汽車的車速時(shí)，第一次從發(fā)出至收到超聲波信號(hào)用了0.3s，第二次從發(fā)出至收到超聲波信號(hào)用了0.6s，兩次信號(hào)發(fā)出的時(shí)間間隔是1.55s，則測(cè)得汽車的速度為_(kāi)___________m/s（假設(shè)超聲波的速度為340m/s，且大小保持不變）五、解答題19．為了監(jiān)控車輛是否超速，交通部門常用測(cè)速儀來(lái)檢測(cè)。測(cè)速原理如圖所示，測(cè)速儀前后兩次發(fā)出并接收超聲波信號(hào)，再根據(jù)兩次信號(hào)的時(shí)間差，測(cè)出被測(cè)車輛的速度。如果某次檢測(cè)車速時(shí)，第一次從發(fā)出至收到超聲波信號(hào)用了0.3s，第二次從發(fā)出至收到超聲波信號(hào)用了0.6s，兩次信號(hào)發(fā)出的時(shí)間間隔是2s，則汽車的速度是多少？（假設(shè)超聲波的速度為340m/s，且保持不變；結(jié)果保留四位有效數(shù)字）20．小車拖著紙帶運(yùn)動(dòng)，用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打出一些點(diǎn)。如圖所示給出了從A點(diǎn)開(kāi)始，每5個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)的紙帶，其中A、B、C、D、E、F、G都為計(jì)數(shù)點(diǎn)。測(cè)得：s1＝1.40cm，s2＝1.90cm，s3＝2.38cm，s4＝2.88cm，s5＝3.39cm，s6＝3.87cm，那么：（1）從計(jì)數(shù)點(diǎn)A，到計(jì)數(shù)點(diǎn)G，小車運(yùn)動(dòng)的時(shí)間是多少？（2）小車做怎樣的運(yùn)動(dòng)？21．在“練習(xí)使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)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(dòng)紙帶用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的一條紙帶。已知交流電的頻率為50Hz，其每隔0.02s打一個(gè)點(diǎn)，A、B、C、D、E、F、G為我們?cè)诩垘纤x的計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰的兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn)未標(biāo)出，求：（1）相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間