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第四節(jié)　測量直線運動物體的瞬時速度
(分值：60分)
溫馨提示：此系列題卡，非選擇題每空2分，分值不同題空另行標注
選擇題1～5題，每小題6分，共30分。
1.關(guān)于電火花計時器和電磁打點計時器的有關(guān)說法中，正確的是(　　)
①電火花計時器和電磁打點計時器都是使用交流電源
②兩種打點計時器的打點頻率與交流電源頻率一樣
③電火花計時器在紙帶上打點也是靠振針和復(fù)寫紙
④電磁打點計時器打點的是電火花和墨粉
①② ③④ ①③ ②④
2.如果把紙帶跟運動的物體連在一起，即由物體帶動紙帶一起運動，打點計時器的振針便通過復(fù)寫紙在紙帶上留下一行小點。接通打點計時器的電源和物體開始運動這兩個操作的先后關(guān)系是(　　)
物體運動和接通電源應(yīng)同時進行
先讓物體運動，后接通電源
先接通電源，后讓物體運動
先接通電源還是后接通電源都沒有關(guān)系，對實驗來說效果一樣的
3.(多選)(2024·廣東廣州高一月考)利用打點計時器打出的紙帶(　　)
能準確地求出某點的瞬時速度大小
只能粗略地求出某點的瞬時速度大小
能準確地求出某段時間內(nèi)的平均速度大小
可以任意地利用某段時間內(nèi)的平均速度大小代表某點的瞬時速度大小
4.在“練習(xí)使用打點計時器”的實驗中，下列操作不正確的是(　　)
打點前，小車應(yīng)靠近打點計時器處，要先接通電源，待計時器開始打點穩(wěn)定后再釋放小車
舍去紙帶上開頭比較密集的點，然后選取計數(shù)點
打點頻率為50 Hz，若每隔四個點取一個計數(shù)點，則計數(shù)點之間的時間間隔為0.1 s
實驗中應(yīng)使小車速度盡量小些
5.(多選)關(guān)于打點計時器的工作原理和使用方法，下列說法中正確的是(　　)
打點計時器應(yīng)接交流電源，交流電源頻率通常為50 Hz
如果紙帶上相鄰兩個計數(shù)點之間有四個點，則相鄰兩個計數(shù)點間的時間間隔是0.08 s
如果打點計時器在紙帶上打下的點先密集后稀疏，則說明紙帶的速度由小變大
電磁打點計時器接在220 V交流電源上，電火花計時器接在4～6 V交流電源上
6.(10分)(粵教版教材P23練習(xí)5改編)某同學(xué)在做“用打點計時器測速度”的實驗中，電源頻率為50 Hz，用打點計時器記錄了被小車拖動的紙帶的運動情況，在紙帶上確定出A、B、C、D、E、F、G共7個計數(shù)點。相鄰兩個計數(shù)點間的距離如圖所示，每兩個相鄰的計數(shù)點之間的時間間隔為0.1 s。
(1)在實驗中，使用打點計時器時應(yīng)先____________(1分)再________(1分)(均選填“拉動紙帶”或“啟動電源”)。
(2)每相鄰兩個計數(shù)點間還有________(1分)個計時點沒有標出。
(3)試根據(jù)紙帶上各個計數(shù)點間的距離，計算出打下B、C、D三個點時小車的瞬時速度，并將各個速度值填入下表(計算結(jié)果均保留3位有效數(shù)字)。(每空1分)
vB vC vD vE vF
數(shù)值(m/s) 0.640 0.721
(4)t＝0時質(zhì)點位于A點，將B、C、D、E、F各個時刻的瞬時速度標在下圖直角坐標系中，作出小車的瞬時速度隨時間變化的關(guān)系圖線(2分)，并說明小車速度變化的特點。(2分)
7.(14分)某同學(xué)在做打點計時器測速度的實驗時，將電磁打點計時器接在頻率為50 Hz的電源上，如圖所示為實驗中一條點跡清晰的紙帶，依次標出計數(shù)點A、B、C、D、E、F，每相鄰計數(shù)點間有1個點未畫出。
(1)實驗室有兩種電源可供選擇。電磁打點計時器應(yīng)選用工作電壓為________(填“8 V”或“220 V”)的電源，工作電流為________(填“直流”或“交流”)。
(2)相鄰兩個打點的時間間隔T＝________ s，相鄰計數(shù)點的時間間隔T′＝________ s。
(3)為了使測量結(jié)果更精確，測量各計數(shù)點間的位移時應(yīng)______________(填“測量所有點到起始計數(shù)點的距離”或“分段測量各段的距離”)。
(4)現(xiàn)測得sDE＝3.50 cm、sEF＝3.90 cm，則打下D、E點間、E、F點間未畫出的點時紙帶的瞬時速度大小分別為________ m/s、________ m/s。
8.(6分)用氣墊導(dǎo)軌和數(shù)字計時器能更精確地測量物體的瞬時速度。如圖所示，滑塊在牽引力作用下先后通過兩個光電門，配套的數(shù)字計時器記錄了遮光條通過光電門1的時間為Δt1＝0.29 s，通過光電門2的時間為Δt2＝0.11 s，已知遮光條的寬度為3.0 cm，則滑塊通過光電門1的速度為______(3分) m/s，通過光電門2的速度為______(3分) m/s(結(jié)果均保留2位有效數(shù)字)。
第四節(jié)　測量直線運動物體的瞬時速度
1.A　[電火花計時器和電磁打點計時器都是利用交流電源工作的。打點頻率都與電源頻率相等，所以①②正確；而③④恰好把二者的工作原理說反了，故不正確，A正確。]
2.C　[正確的操作是先接通電源待打點穩(wěn)定后，再讓物體運動，故C正確。]
3.BC　[打點計時器記錄了物體在一定時間間隔內(nèi)的位移，可以準確地求出某段時間內(nèi)平均速度，但是不能精確地求出某點的瞬時速度大小；根據(jù)公式＝可知當時間很短或位移很小時，可以利用平均速度來粗略的表示瞬時速度大小，故B、C正確，A、D錯誤。]
4.D　[使用打點計時器時，小車應(yīng)靠近打點計時器，要先接通電源，待計時器開始打點穩(wěn)定后再釋放小車，A正確；選擇紙帶時要舍去紙帶上開頭比較密集的點，然后選取后面清晰的計數(shù)點，B正確；打點頻率為50 Hz時打點周期為0.02 s，若每隔四個點取一個計數(shù)點，則Δt＝5×0.02 s＝0.1 s，C正確；小車速度越小點跡越密集，越不容易測量，故實驗中應(yīng)使小車速度適量大一些，D錯誤。]
5.AC　[打點計時器使用交流電源，電磁打點計時器使用4～6 V的低壓交流電源，電火花計時器使用220 V交流電源，我國交流電源頻率均為50 Hz，A正確，D錯誤；由交流電源頻率知打點周期為0.02 s，相鄰兩計數(shù)點之間有四個點，則相鄰兩計數(shù)點間的時間間隔是0.1 s，B錯誤；打點的時間間隔是一樣的，若點較密則速度較小，若點較稀則速度較大，C正確。]
6.(1)啟動電源　拉動紙帶　(2)4　(3)0.400　0.479　0.560 (4)見解析圖　見解析
解析　(1)在實驗中，使用打點計時器時應(yīng)先啟動電源，再拉動紙帶。
(2)每相鄰兩個計數(shù)點間還有
n＝－1＝個＝4個計時點沒有標出。
(3)vB＝ m/s＝0.400 m/s；
vC＝ m/s＝0.479 m/s；
vD＝ m/s＝0.560 m/s。
(4)圖線如圖所示，由圖像知小車的速度隨時間均勻增大。
7.(1)8 V　交流　(2)0.02　0.04　(3)測量所有點到起始計數(shù)點的距離
(4)0.875　0.975
解析　(1)電磁打點計時器的工作電源為低壓交流電源，工作電壓為8 V，電磁打點計時器工作原理是電流方向周期性變化，導(dǎo)致產(chǎn)生的磁場與磁鐵之間周期性排斥和吸引，從而帶動振針運動，實現(xiàn)打點，故工作電流為交流。
(2)由題意知頻率f＝50 Hz，則相鄰兩個打點的時間間隔T＝＝0.02 s，每相鄰計數(shù)點間有1個點未畫出。則相鄰計數(shù)點的時間間隔T′＝2T＝0.04 s。
(3)分段測量各段距離，即在更換不同的測量起點，誤差比較大，故測量各計數(shù)點間位移時應(yīng)測量所有點到起始計數(shù)點的距離。
(4)根據(jù)瞬時速度的定義，當時間間隔足夠小時，可用一段時間的平均速度代替某點的瞬時速度，則打下D、E點間的未畫出點時紙帶的瞬時速度大小v1＝＝0.875 m/s，同理打下E、F點間的未畫出點時紙帶的瞬時速度大小v2＝＝0.975 m/s。
8.0.10　0.27
解析　由于滑塊經(jīng)過光電門時遮光條的遮光時間較短，所以滑塊經(jīng)過光電門的速度可用遮光條遮光時間內(nèi)的平均速度表示。
經(jīng)過光電門1的速度為
v1＝＝ m/s＝0.10 m/s
經(jīng)過光電門2的速度為
v2＝＝ m/s＝0.27 m/s。第四節(jié)　測量直線運動物體的瞬時速度
學(xué)習(xí)目標　1.了解電磁打點計時器、電火花計時器的基本結(jié)構(gòu)，理解其基本工作原理，并會安裝和正確使用。2.會根據(jù)紙帶上的點跡計算物體運動的瞬時速度。3.能運用實驗數(shù)據(jù)描繪v－t圖像，并會根據(jù)圖像說明物體的運動情況。4.知道數(shù)字計時器的工作原理。
知識點一　用打點計時器測量物體的速度
一、打點計時器
種類 電火花計時器 電磁打點計時器
結(jié)構(gòu)圖示
工作電源 ______ V交流電源 ______ V的交流電源
打點方式 周期性產(chǎn)生電火花 振針周期性上下振動
打點周期 ________ s
記錄信息 位移、時間
二、練習(xí)使用打點計時器
1.把打點計時器固定在水平桌面上，安裝好紙帶。
2.接通________(填“直流”或“交流”)電源，用手水平拉動紙帶，紙帶上就打出一系列點跡，然后關(guān)閉電源。
3.取下紙帶，選擇某個清晰的點，往后數(shù)出若干個點，如果電源頻率為50 Hz，數(shù)出n個點，則第n個與第1個點之間的間隔數(shù)為__________個，由Δt＝0.02(n－1) s計算出紙帶從第1個點運動到第n個點的時間。
4.用刻度尺測量出從第1個點到第n個點的距離Δx。
三、用打點計時器測量瞬時速度的方法
1.粗略表示某點瞬時速度的方法
在打出的紙帶上，選擇合適的計數(shù)點，測量包含這個點的一段時間內(nèi)的位移Δx，同時記錄對應(yīng)的時間Δt，就可算出這個點附近的平均速度＝。把它當作計時器打下這個點時的瞬時速度。
2.測量沿斜面運動小車的瞬時速度
(1)把打點計時器固定在斜面的頂端，將一輛系有紙帶的小車放置在斜面上。接通打點計時器的電源，讓打點計時器開始打點，然后放手讓小車帶動紙帶運動，在紙帶上打出一系列的點，記錄下小車的運動信息。
(2)在紙帶上選取點跡清晰的一段，將某個能看清的點標為0，以后每隔0.1 s標一個計數(shù)點，相鄰計數(shù)點間的位移為s1、s2、s3、s4、s5……用刻度尺測量相鄰計數(shù)點間的位移。
(3)計算包含某個計數(shù)點在內(nèi)的一段位移Δx，同時記錄對應(yīng)的時間Δt，利用v＝計算該計數(shù)點的瞬時速度。
四、注意事項
1.打點前，應(yīng)使物體停在________(填“靠近”或“遠離”)打點計時器的位置。
2.打點時，應(yīng)先____________，待打點計時器打點________后，再拉動紙帶。
3.打點計時器不能連續(xù)工作太長時間，打點之后應(yīng)立即關(guān)閉電源。
4.對紙帶進行測量時，不要分段測量各段的位移，正確的做法是一次測量完畢，即統(tǒng)一測量出各個計數(shù)點到起始點之間的距離。
5.為減小實驗誤差，1、2、3、4…不一定是連續(xù)的計時點，可以每5個點(中間隔4個點)取一個計數(shù)點，電源頻率為50 Hz，此時兩計數(shù)點間的時間間隔T＝________ s。
6.計算某計數(shù)點的瞬時速度時，一般地Δx、Δt應(yīng)取該計數(shù)點前、后兩個計數(shù)點之間的位移和時間，vn＝(第1個計數(shù)點標為0)。
例1 用打點計時器可測紙帶運動的時間和位移。下面是沒有按操作順序?qū)懙牟煌暾膶嶒灢襟E，按照你對實驗的理解，在各步驟空白處填上適當?shù)膬?nèi)容，然后按實際操作的合理步驟，將各步驟的字母代號順序?qū)懺诳瞻滋帯?br/>A.在電磁打點計時器的兩接線柱上分別接上導(dǎo)線，導(dǎo)線的另一端分別接在50 Hz的低壓________(填“交流”或“直流”)電源的兩個接線柱上
B.把電磁打點計時器固定在桌子上，讓紙帶穿過________(填“插孔”或“限位孔”)，并壓在________(填“白紙”或“復(fù)寫紙”)下面
C.用刻度尺測量從計時開始點到最后一個點間的距離Δx
D.切斷電源，取下紙帶，如果共有6個清晰的點，則這段紙帶記錄的時間Δt＝________
E.接通交流電源，再用手水平地拉動紙帶，紙帶上打下一系列小點
實驗步驟的合理順序是________。
聽課筆記　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
例2 圖甲是用打點計時器測小車瞬時速度時得到的一條紙帶的一部分，從0點開始按照打點的先后依次標為0、1、2、3、4、5、6…，現(xiàn)在量得0、1間的距離s1＝5.18 cm，1、2間的距離s2＝4.40 cm，2、3間的距離s3＝3.62 cm，3、4間的距離s4＝2.78 cm，4、5間的距離s5＝2.00 cm，5、6間的距離s6＝1.22 cm。(每0.02 s打一次點)
甲
(1) 在實驗中，使用打點計時器時應(yīng)先________再________(兩空均選填“釋放小車”或“接通電源”)。
(2)根據(jù)上面的記錄，計算打點計時器在打3點時小車的速度值并填在表中。
位置 1 2 3 4 5
v/(m·s－1) 1.20 1.00 0.60 0.40
(3)根據(jù)(2)表格中的數(shù)據(jù)，在圖乙中畫出小車的速度－時間圖像，并說明小車速度變化的特點。
乙
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
知識點二　數(shù)字計時器
1.作用：可以將采集信息的時間顯示出來的儀器。
2.構(gòu)成：由________________和__________組成。
3.計時原理
(1)記錄物體通過一個光電門的時間。當寬度一定的物體通過________時，光線被遮擋，數(shù)字計時器開始計時，當物體離開光電門時，數(shù)字計時器停止計時，這樣就記錄下物體遮擋一個光電門光線的短暫時間。
(2)數(shù)字計時器還可以記錄物體經(jīng)過兩個光電門之間的時間以及測量物體運動的瞬時速度和平均速度。
例3 利用如圖所示的裝置研究物體的直線運動。圖中AB是固定的光滑斜面，1和2是固定在斜面上適當位置的兩個光電門，當光電門中有可以擋光物體通過時與它們連接的光電計時器(都沒有畫出)能夠顯示擋光時間。讓滑塊從斜面的頂端滑下，光電門1、2各自連接的光電計時器顯示的擋光時間分別為5.00×10－2 s、2.00×10－2 s。
滑塊從開始擋住第一個光電門到開始擋住第二個光電門的時間為Δt＝0.311 s，已知滑塊沿斜面方向的長度為5.00 cm，測得光電門1和2之間的距離為0.54 m。求：(結(jié)果要求保留3位有效數(shù)字)
(1)滑塊通過光電門1時的速度v1＝______m/s，通過光電門2時的速度v2＝________m/s。
(2)由此測得的瞬時速度v1和v2只是一個近似值，它們實質(zhì)上是滑塊通過光電門1和2時的________。要使瞬時速度的測量值更接近于真實值，可將滑塊的寬度________一些。
(3)滑塊從光電門1運動到光電門2的這段時間內(nèi)的平均速度為________ m/s。
聽課筆記　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
第四節(jié)　測量直線運動物體的瞬時速度
知識點一
一、220　4～6　0.02
二、2.交流　3.(n－1)　
四、1.靠近　2.接通電源　穩(wěn)定　5.0.1
例1 A.交流　B.限位孔　復(fù)寫紙　D.0.1 s　BAEDC
解析　電磁打點計時器使用的是4～6 V交流電源，因此要將導(dǎo)線接在低壓交流電源上；把電磁打點計時器固定在桌子上，讓紙帶穿過限位孔，并壓在復(fù)寫紙下面，這樣才能通過振針把點打在紙帶上；打點計時器的打點周期為0.02 s，若打n個點，則有(n－1)個時間間隔，故這段紙帶記錄的時間Δt＝0.02×(6－1)s＝0.1 s；實驗步驟的順序一般要先安裝器材，即首先進行B、A步驟，然后進行實驗即進行E步驟，實驗結(jié)束要先關(guān)掉電源，即進行D步驟，最后進行數(shù)據(jù)處理，即進行C步驟，故實驗步驟的合理順序是BAEDC。
例2 (1)接通電源　釋放小車　(2)0.80　(3)見解析
解析　(1)在實驗中應(yīng)先啟動電源，再釋放小車。
(2)某點的瞬時速度可用包含該點的一段位移內(nèi)的平均速度表示，打相鄰兩計數(shù)點的時間間隔T＝2×0.02 s＝0.04 s
則打3點時小車的速度v3＝＝0.80 m/s。
(3)描點并連線得小車的速度—時間圖像，如圖所示，由圖像可知，小車速度逐漸減小。
知識點二
2.數(shù)字計時器　光電門　3.(1)光電門
例3 (1)1.00　2.50　 (2)平均速度　減小　(3)1.74
解析　(1)滑塊通過光電門1時的速度
v1＝＝ m/s＝1.00 m/s。
滑塊通過光電門2時的速度
v2＝＝ m/s＝2.50 m/s。
(2)v1和v2實質(zhì)上是滑塊通過光電門1和2時的平均速度，滑塊的寬度即位移，位移越小，平均速度越接近瞬時速度。
(3)滑塊從光電門1運動到光電門2的這段時間內(nèi)的平均速度為
＝＝ m/s＝1.74 m/s。(共39張PPT)
第四節(jié)　測量直線運動物體的瞬時速度
第一章　運動的描述
1.了解電磁打點計時器、電火花計時器的基本結(jié)構(gòu)，理解其基本工作原理，并會安裝和正確使用。2.會根據(jù)紙帶上的點跡計算物體運動的瞬時速度。3.能運用實驗數(shù)據(jù)描繪v－t圖像，并會根據(jù)圖像說明物體的運動情況。4.知道數(shù)字計時器的工作原理。
學(xué)習(xí)目標
目 錄
CONTENTS
知識點
01
實驗?zāi)芰ψ詼y
02
知識點
1
知識點二　數(shù)字計時器
知識點一　用打點計時器測量物體的速度
知識點一　用打點計時器測量物體的速度
一、打點計時器
種類 電火花計時器 電磁打點計時器
結(jié)構(gòu)圖示
工作電源 _________ V交流電源 _________ V的交流電源
打點方式 周期性產(chǎn)生電火花 振針周期性上下振動
打點周期 ____________ s
記錄信息 位移、時間
220
4～6
0.02
二、練習(xí)使用打點計時器
1.把打點計時器固定在水平桌面上，安裝好紙帶。
2.接通______(填“直流”或“交流”)電源，用手水平拉動紙帶，紙帶上就打出一系列點跡，然后關(guān)閉電源。
3.取下紙帶，選擇某個清晰的點，往后數(shù)出若干個點，如果電源頻率為50 Hz，數(shù)出n個點，則第n個與第1個點之間的間隔數(shù)為_______________個，由Δt＝0.02(n－1) s計算出紙帶從第1個點運動到第n個點的時間。
4.用刻度尺測量出從第1個點到第n個點的距離Δx。
交流
(n－1)　
三、用打點計時器測量瞬時速度的方法
1.粗略表示某點瞬時速度的方法
2.測量沿斜面運動小車的瞬時速度
(1)把打點計時器固定在斜面的頂端，將一輛系有紙帶的小車放置在斜面上。接通打點計時器的電源，讓打點計時器開始打點，然后放手讓小車帶動紙帶運動，在紙帶上打出一系列的點，記錄下小車的運動信息。
(2)在紙帶上選取點跡清晰的一段，將某個能看清的點標為0，以后每隔0.1 s標一個計數(shù)點，相鄰計數(shù)點間的位移為s1、s2、s3、s4、s5……用刻度尺測量相鄰計數(shù)點間的位移。
四、注意事項
靠近
1.打點前，應(yīng)使物體停在______(填“靠近”或“遠離”)打點計時器的位置。
2.打點時，應(yīng)先____________，待打點計時器打點______后，再拉動紙帶。
3.打點計時器不能連續(xù)工作太長時間，打點之后應(yīng)立即關(guān)閉電源。
4.對紙帶進行測量時，不要分段測量各段的位移，正確的做法是一次測量完畢，即統(tǒng)一測量出各個計數(shù)點到起始點之間的距離。
接通電源
穩(wěn)定
5.為減小實驗誤差，1、2、3、4…不一定是連續(xù)的計時點，可以每5個點(中間隔4個點)取一個計數(shù)點，電源頻率為50 Hz，此時兩計數(shù)點間的時間間隔T＝_________ s。
0.1
例1 用打點計時器可測紙帶運動的時間和位移。下面是沒有按操作順序?qū)懙牟煌暾膶嶒灢襟E，按照你對實驗的理解，在各步驟空白處填上適當?shù)膬?nèi)容，然后按實際操作的合理步驟，將各步驟的字母代號順序?qū)懺诳瞻滋帯?br/>A.在電磁打點計時器的兩接線柱上分別接上導(dǎo)線，導(dǎo)線的另一端分別接在50 Hz的低壓______(填“交流”或“直流”)電源的兩個接線柱上
B.把電磁打點計時器固定在桌子上，讓紙帶穿過________(填“插孔”或“限位孔”)，并壓在________(填“白紙”或“復(fù)寫紙”)下面
C.用刻度尺測量從計時開始點到最后一個點間的距離Δx
D.切斷電源，取下紙帶，如果共有6個清晰的點，則這段紙帶記錄的時間Δt＝________
E.接通交流電源，再用手水平地拉動紙帶，紙帶上打下一系列小點
實驗步驟的合理順序是________。
解析　電磁打點計時器使用的是4～6 V交流電源，因此要將導(dǎo)線接在低壓交流電源上；把電磁打點計時器固定在桌子上，讓紙帶穿過限位孔，并壓在復(fù)寫紙下面，這樣才能通過振針把點打在紙帶上；打點計時器的打點周期為0.02 s，若打n個點，則有(n－1)個時間間隔，故這段紙帶記錄的時間Δt＝0.02×(6－1)s＝0.1 s；實驗步驟的順序一般要先安裝器材，即首先進行B、A步驟，然后進行實驗即進行E步驟，實驗結(jié)束要先關(guān)掉電源，即進行D步驟，最后進行數(shù)據(jù)處理，即進行C步驟，故實驗步驟的合理順序是BAEDC。
答案　A.交流　B.限位孔　復(fù)寫紙　D.0.1 s　BAEDC
例2 圖甲是用打點計時器測小車瞬時速度時得到的一條紙帶的一部分，從0點開始按照打點的先后依次標為0、1、2、3、4、5、6…，現(xiàn)在量得0、1間的距離s1＝5.18 cm，1、2間的距離s2＝4.40 cm，2、3間的距離s3＝3.62 cm，3、4間的距離s4＝2.78 cm，4、5間的距離s5＝2.00 cm，5、6間的距離s6＝1.22 cm。(每0.02 s打一次點)
(1) 在實驗中，使用打點計時器時應(yīng)先________再________(兩空均選填“釋放小車”或“接通電源”)。
甲
答案　接通電源　釋放小車　
解析　在實驗中應(yīng)先啟動電源，再釋放小車。
(2)根據(jù)上面的記錄，計算打點計時器在打3點時小車的速度值并填在表中。
位置 1 2 3 4 5
v/(m·s－1) 1.20 1.00 0.60 0.40
答案　0.80
解析　某點的瞬時速度可用包含該點的一段位移內(nèi)的平均速度表示，打相鄰兩計數(shù)點的時間間隔T＝2×0.02 s＝0.04 s
(3)根據(jù)(2)表格中的數(shù)據(jù)，在圖乙中畫出小車的速度－時間圖像，并說明小車速度變化的特點。
乙
答案　見解析
解析　描點并連線得小車的速度—時間圖像，如圖所示，由圖像可知，小車速度逐漸減小。
知識點二　數(shù)字計時器
1.作用：可以將采集信息的時間顯示出來的儀器。
2.構(gòu)成：由_______________和_________組成。
數(shù)字計時器
光電門
3.計時原理
光電門
(1)記錄物體通過一個光電門的時間。當寬度一定的物體通過_________時，光線被遮擋，數(shù)字計時器開始計時，當物體離開光電門時，數(shù)字計時器停止計時，這樣就記錄下物體遮擋一個光電門光線的短暫時間。
(2)數(shù)字計時器還可以記錄物體經(jīng)過兩個光電門之間的時間以及測量物體運動的瞬時速度和平均速度。
例3 利用如圖所示的裝置研究物體的直線運動。圖中AB是固定的光滑斜面，1和2是固定在斜面上適當位置的兩個光電門，當光電門中有可以擋光物體通過時與它們連接的光電計時器(都沒有畫出)能夠顯示擋光時間。讓滑塊從斜面的頂端滑下，光電門1、2各自連接的光電計時器顯示的擋光時間分別為5.00×10－2 s、2.00×10－2 s。滑塊從開始擋住第一個光電門到開始擋住第二個光電門的時間為Δt＝0.311 s，已知滑塊沿斜面方向的長度為5.00 cm，測得光電門1和2之間的距離為0.54 m。求：(結(jié)果要求保留3位有效數(shù)字)
(1)滑塊通過光電門1時的速度v1＝______m/s，通過光電門2時的速度v2＝________m/s。
答案　1.00　2.50　
解析　滑塊通過光電門1時的速度
滑塊通過光電門2時的速度
(2)由此測得的瞬時速度v1和v2只是一個近似值，它們實質(zhì)上是滑塊通過光電門1和2時的________。要使瞬時速度的測量值更接近于真實值，可將滑塊的寬度________一些。
答案　平均速度　減小　
解析　v1和v2實質(zhì)上是滑塊通過光電門1和2時的平均速度，滑塊的寬度即位移，位移越小，平均速度越接近瞬時速度。
(3)滑塊從光電門1運動到光電門2的這段時間內(nèi)的平均速度為________ m/s。
答案　1.74
解析　滑塊從光電門1運動到光電門2的這段時間內(nèi)的平均速度為
實驗?zāi)芰ψ詼y
2
A
1.關(guān)于電火花計時器和電磁打點計時器的有關(guān)說法中，正確的是(　　)
①電火花計時器和電磁打點計時器都是使用交流電源　②兩種打點計時器的打點頻率與交流電源頻率一樣　③電火花計時器在紙帶上打點也是靠振針和復(fù)寫紙　④電磁打點計時器打點的是電火花和墨粉
A.①② B.③④ C.①③ D.②④
解析　電火花計時器和電磁打點計時器都是利用交流電源工作的。打點頻率都與電源頻率相等，所以①②正確；而③④恰好把二者的工作原理說反了，故不正確，A正確。
C
2.如果把紙帶跟運動的物體連在一起，即由物體帶動紙帶一起運動，打點計時器的振針便通過復(fù)寫紙在紙帶上留下一行小點。接通打點計時器的電源和物體開始運動這兩個操作的先后關(guān)系是(　　)
A.物體運動和接通電源應(yīng)同時進行
B.先讓物體運動，后接通電源
C.先接通電源，后讓物體運動
D.先接通電源還是后接通電源都沒有關(guān)系，對實驗來說效果一樣的
解析　正確的操作是先接通電源待打點穩(wěn)定后，再讓物體運動，故C正確。
BC
3.(多選)(2024·廣東廣州高一月考)利用打點計時器打出的紙帶(　　)
A.能準確地求出某點的瞬時速度大小
B.只能粗略地求出某點的瞬時速度大小
C.能準確地求出某段時間內(nèi)的平均速度大小
D.可以任意地利用某段時間內(nèi)的平均速度大小代表某點的瞬時速度大小
D
4.在“練習(xí)使用打點計時器”的實驗中，下列操作不正確的是(　　)
A.打點前，小車應(yīng)靠近打點計時器處，要先接通電源，待計時器開始打點穩(wěn)定后再釋放小車
B.舍去紙帶上開頭比較密集的點，然后選取計數(shù)點
C.打點頻率為50 Hz，若每隔四個點取一個計數(shù)點，則計數(shù)點之間的時間間隔為0.1 s
D.實驗中應(yīng)使小車速度盡量小些
解析　使用打點計時器時，小車應(yīng)靠近打點計時器，要先接通電源，待計時器開始打點穩(wěn)定后再釋放小車，A正確；選擇紙帶時要舍去紙帶上開頭比較密集的點，然后選取后面清晰的計數(shù)點，B正確；打點頻率為50 Hz時打點周期為0.02 s，若每隔四個點取一個計數(shù)點，則Δt＝5×0.02 s＝0.1 s，C正確；小車速度越小點跡越密集，越不容易測量，故實驗中應(yīng)使小車速度適量大一些，D錯誤。
AC
5.(多選)關(guān)于打點計時器的工作原理和使用方法，下列說法中正確的是(　　)
A.打點計時器應(yīng)接交流電源，交流電源頻率通常為50 Hz
B.如果紙帶上相鄰兩個計數(shù)點之間有四個點，則相鄰兩個計數(shù)點間的時間間隔是0.08 s
C.如果打點計時器在紙帶上打下的點先密集后稀疏，則說明紙帶的速度由小變大
D.電磁打點計時器接在220 V交流電源上，電火花計時器接在4～6 V交流電源上
解析　打點計時器使用交流電源，電磁打點計時器使用4～6 V的低壓交流電源，電火花計時器使用220 V交流電源，我國交流電源頻率均為50 Hz，A正確，D錯誤；由交流電源頻率知打點周期為0.02 s，相鄰兩計數(shù)點之間有四個點，則相鄰兩計數(shù)點間的時間間隔是0.1 s，B錯誤；打點的時間間隔是一樣的，若點較密則速度較小，若點較稀則速度較大，C正確。
6.(粵教版教材P23練習(xí)5改編)某同學(xué)在做“用打點計時器測速度”的實驗中，電源頻率為50 Hz，用打點計時器記錄了被小車拖動的紙帶的運動情況，在紙帶上確定出A、B、C、D、E、F、G共7個計數(shù)點。相鄰兩個計數(shù)點間的距離如圖所示，每兩個相鄰的計數(shù)點之間的時間間隔為0.1 s。
(1)在實驗中，使用打點計時器時應(yīng)先________再________(均選填“拉動紙帶”或“啟動電源”)。
(2)每相鄰兩個計數(shù)點間還有________個計時點沒有標出。
(3)試根據(jù)紙帶上各個計數(shù)點間的距離，計算出打下B、C、D三個點時小車的瞬時速度，并將各個速度值填入下表(計算結(jié)果均保留3位有效數(shù)字)。
vB vC vD vE vF
數(shù)值(m/s) 0.640 0.721
(4)t＝0時質(zhì)點位于A點，將B、C、D、E、F各個時刻的瞬時速度標在下圖直角坐標系中，作出小車的瞬時速度隨時間變化的關(guān)系圖線，并說明小車速度變化的特點。
答案　(1)啟動電源　拉動紙帶　(2)4
(3)0.400　0.479　0.560　(4)見解析圖　見解析
解析　(1)在實驗中，使用打點計時器時應(yīng)先啟動電源，再拉動紙帶。
(2)每相鄰兩個計數(shù)點間還有
(4)圖線如圖所示，由圖像知小車的速度隨時間均勻增大。
7.某同學(xué)在做打點計時器測速度的實驗時，將電磁打點計時器接在頻率為50 Hz的電源上，如圖所示為實驗中一條點跡清晰的紙帶，依次標出計數(shù)點A、B、C、D、E、F，每相鄰計數(shù)點間有1個點未畫出。
(1)實驗室有兩種電源可供選擇。電磁打點計時器應(yīng)選用工作電壓為________(填“8 V”或“220 V”)的電源，工作電流為________(填“直流”或“交流”)。
(2)相鄰兩個打點的時間間隔T＝_______ s，相鄰計數(shù)點的時間間隔T′＝_______ s。
(3)為了使測量結(jié)果更精確，測量各計數(shù)點間的位移時應(yīng)______________________(填“測量所有點到起始計數(shù)點的距離”或“分段測量各段的距離”)。
(4)現(xiàn)測得sDE＝3.50 cm、sEF＝3.90 cm，則打下D、E點間、E、F點間未畫出的點時紙帶的瞬時速度大小分別為________ m/s、________ m/s。
答案　(1)8 V　交流　(2)0.02　0.04　(3)測量所有點到起始計數(shù)點的距離　(4)0.875　0.975
解析　(1)電磁打點計時器的工作電源為低壓交流電源，工作電壓為8 V，電磁打點計時器工作原理是電流方向周期性變化，導(dǎo)致產(chǎn)生的磁場與磁鐵之間周期性排斥和吸引，從而帶動振針運動，實現(xiàn)打點，故工作電流為交流。
(3)分段測量各段距離，即在更換不同的測量起點，誤差比較大，故測量各計數(shù)點間位移時應(yīng)測量所有點到起始計數(shù)點的距離。
8.用氣墊導(dǎo)軌和數(shù)字計時器能更精確地測量物體的瞬時速度。如圖所示，滑塊在牽引力作用下先后通過兩個光電門，配套的數(shù)字計時器記錄了遮光條通過光電門1的時間為Δt1＝0.29 s，通過光電門2的時間為Δt2＝0.11 s，已知遮光條的寬度為3.0 cm，則滑塊通過光電門1的速度為______ m/s，通過光電門2的速度為______ m/s(結(jié)果均保留2位有效數(shù)字)。
答案　0.10　0.27
解析　由于滑塊經(jīng)過光電門時遮光條的遮光時間較短，所以滑塊經(jīng)過光電門的速度可用遮光條遮光時間內(nèi)的平均速度表示。
經(jīng)過光電門1的速度為

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