学生实验教学内容分析

(时间：60分钟) 知识点

打点计时器的原理与使用

实验数据处理

v－t图象的应用

综合提升

基础

1、2、3、4 5、6

9

知识点一

打点计时器的原理与使用

1．在“使用打点计时器测速度”的实验中，除电源、纸带外，还需选用的仪器是

A．停表

C．速度计

B．刻度尺

D．打点计时器

(

)．

中档

7、8 10 11、12

稍难

13 解析

由打点计时器在纸带上打下的点的间隔数可知任意两点间的时间间隔，故不需要停表，再利用刻度尺测出两点间的距离就可进一步求出平均速度，故不需要速度计．实验中需要用刻度尺测量纸带上各点间的位移．

答案

BD 2．对电磁打点计时器和电火花计时器的有关说法中，正确的是

A．电磁打点计时器和电火花计时器都是使用交流电

B．两种打点计时器的打点频率与交流电源的频率一样

C．电火花计时器在纸带上打点是靠振针和复写纸

D．电磁打点计时器在纸带上打点是靠电火花和墨粉

解析

电磁打点计时器在纸带上打点是靠振针和复写纸，电火花计时器在纸带上打点是靠电火花和墨粉，所以C、D错误．

答案

AB 3．打点计时器在纸带上的点迹，直接记录了

A．物体运动的时间

B．物体在不同时刻的位置

C．物体在不同时间内的位移

(

)．

(

)．

D．物体在不同时刻的速度

解析

电火花计时器和电磁打点计时器都是每隔0.02 s在纸带上打一个点．因此，根据打在纸带上的点迹，可直接反映物体的运动时间．因为纸带跟运动物体连在一起，打点计时器固定，所以纸带上的点迹就相应记录了物体在不同时刻的位置．故正确答案为A、B. 答案

AB 4．根据打点计时器打出的纸带，我们可以不利用公式计算就能直接得到的物理量是

A．时间间隔

C．速率

B．位移

D．平均速度

(

)．

解析

根据打点计时器打出的纸带上点迹的间隔数就可知道时间间隔，其位移可利用刻度尺测量，而运动过程中的平均速度或某一时刻的速率则需利用公式Δxv＝Δt求解．

答案

AB 知识点二

实验数据处理

5．打点计时器所用的电源是50 Hz的交流电，其相邻点间的时间间隔是T，若纸带上共打出N个点，这条纸带上记录的时间为t，则下列各式正确的是

A．T＝0.1 s，t＝NT

B．T＝0.05 s，t＝(N－1)T

C．T＝0.02 s，t＝(N－1)T

D．T＝0.02 s，t＝NT

11解析

电源频率f＝50 Hz，则相邻点间的时间间隔T＝f＝50

s＝0.02 s，纸带上共打出N个点，则有N－1个时间间隔即t＝(N－1)T，C正确．

答案

C 6．下图所示为同一打点计时器打出的4条纸带，其中，平均速度最大的是哪一条

(

)．

(

)．

解析

由图可知四条纸带所取点迹的总长相差不多，其中纸带A上点迹最稀疏，即所用时间最短，故其平均速度最大．

答案

A 7．如图1－4－11所示，打点计时器所用电源的频率为50

Hz，某次实验中得到一条纸带，用毫米刻度尺测量情况如图1－4－11 所示，纸带在A、C间的平均速度为________m/s，A、D间的平均速度是________m/s，B点的瞬时速度更接近于________m/s.

图1－4－11 解析

由题意知，相邻两点间的时间间隔为0.02 s，A、C两点间的距离为Δx14 mm＝0.014 m，A、D两点间的距离为26 mm＝0.026 m．由公式v＝Δt得vAC0.0140.026＝

m/s＝0.35 m/s，vAD＝

m/s≈0.43 m/s. 2×0.023×0.02答案

0.35

0.43

0.35 8．如图1－4－12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

(

)．

图1－4－12 Δx1A.T

Δx3＋Δx4C.2T

B.Δx2＋Δx32T

Δx1＋Δx2＋Δx3D.

3T解析

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．由题中图可知，所取的两点应为点B和D，则B、D之间的平均速度vBD＝答案

B 知识点三

v－t图象应用

Δx2＋Δx32T即为所求，故选B.

图1－4－13 9．某物体的v－t图象如图1－4－13所示，则该物体

A．做往复运动

B．做匀速直线运动

C．朝某一方向做直线运动

D．以上说法均不正确

解析

由于v的大小随时间的变化先增大后减小，然后又再增大再减小，所以不是匀速直线运动，故B错；但由于v的方向不变，所以物体始终朝一个方向运动，故A、D均错，C正确．

答案

C

(

)．

图1－4－14 10．某物体沿一直线运动，其v－t图象如图1－4－14所示，则下列说法中正确的是

(

)．

A．第2 s内和第3 s内速度方向相反

B．第2 s内和第3 s内速度方向相同

C．第2 s末速度方向发生变化

D．第5 s内速度方向与第1 s内方向相同

解析

第2 s内和第3 s内物体的速度都是正值，表明速度方向相同，A、C错，B对．第1 s内速度为正，第5 s内速度为负，两段时间内速度方向相反，D

错．

答案

B

11．电磁打点计时器和电火花计时器都是使用________电源的计时仪器，电磁打点计时器工作的电压是________，电火花计时器工作的电压是________．当电源频率是50 Hz时，它每隔________打一个点．如图1－4－15所示为物体运动时打点计时器打出的一条纸带，图中相邻的点间还有四个点，已知打点计时器接交流50 Hz的电源，则ae段的平均速度为________ m/s，d点的瞬时速度约为________ m/s.

图1－4－15 解析

电磁打点计时器和电火花计时器都是使用交流电源的计时仪器，电磁打点计时器的工作电压是6 V以下，电火花计时器的工作电压是220 V．当电源的频率是50 Hz时，打点计时器的打点周期是0.02 s．当每5个点为1个计数点时，相邻两个计数点间的时间间隔为T＝0.1 s，故ae段的平均速度为

xae8.4＋13.6＋26.8＋38.8×10v＝4T＝

m/s 4×0.1＝2.19 m/s d点的瞬时速度最接近ce段的平均速度，

xce26.8＋38.8×10故vd＝2T＝

m/s＝3.28 m/s. 2×0.1答案

交流

6 V以下

220 V

0.02 s

2.19

3.28 12．在用打点计时器研究小车在重物牵引下运动的实验中，某同学有如下操作步骤，其中错误的步骤是________，有遗漏内容的步骤是________．

A．拉住纸带，将小车移至靠近打点计时器处，松开纸带后再接通电源

B．将打点计时器固定在平板上，并接好电路

C．把一条细绳拴在小车上，细绳跨过定滑轮下面悬挂适当的钩码

D．取下纸带

E．放手，使小车在平板上运动

F．将纸带固定在小车尾部，并穿过打点计时器的限位孔

－2－2

将以上步骤完善后合理的序号排列为________．

解析

合理的步骤如下：

B．将打点计时器固定在平板上没有滑轮的一端，并接好电路

F．将纸带固定在小车尾部，并穿过打点计时器的限位孔

C．把一条细绳拴在小车上，细绳跨过定滑轮下面悬挂适当的钩码

A．拉住纸带，将小车移至靠近打点计时器处，接通电源

E．放手，使小车在平板上运动

D．断开电源，取下纸带

答案

AB

D

BFCAED 13．如图1－4－16所示是用打点计时器测瞬时速度实验时得到的一条纸带的一部分，从0点开始依照打点的先后依次标为0、1、2、3、4、5、6…，现在量得0、1间的距离x1＝5.18 cm,1、2间的距离x2＝4.40 cm,2、3间的距离x3＝3.62 cm,3、4间的距离x4＝2.78 cm,4、5间的距离x5＝2.00 cm,5、6间的距离x6＝1.22 cm(f＝50 Hz)．

图1－4－16 (1)根据上面记录，计算打点计时器在打1、2、3、4、5点时的速度并填在下表中．

位置

v/(m·s－1)

1

2

3

4

5

(2)根据(1)中表格，在图1－4－17中画出小车的速度—时间图象，并说明小车速度变化特点．

图1－4－17

解析

(1)某点的瞬时速度可用包含该点的一段位移内的平均速度表示

x1＋x2打1点时：v1＝2Δt＝1.20 m/s，

x2＋x3打2点时：v2＝2Δt＝1.00 m/s，

x3＋x4打3点时：v3＝2Δt＝0.80 m/s，

x4＋x5打4点时：v4＝2Δt＝0.60 m/s，

x5＋x6打5点时：v5＝2Δt＝0.40 m/s. 将数值填入表格如下

位置

v/(m·s－1)

1

1.20

2

1.00

3

0.80

4

0.60

5 0.40

(2)描点并连线得小车的速度—时间图象

由图象可见，小车速度均匀减小．

答案

见解析