打点计时器及其应用.docx

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打点计时器及其应用

打点计时器及其应用

一、选择题（每小题5分，共40分）

1.某人在t=0时刻时观察一个正在做匀加速直线运动的质点，现只测出了该质点

在3s内及第7s内的位移，则下列说法正确的是

A.不能求出任一时刻的瞬时速度B.能求出任一时刻的瞬时速度

C.不能求出第3s末到第7s初内的位移D.能求出该质点的加速度

2.在验证a与M的关系的实验中，下列做法哪些是错误的

A.平衡摩擦力时，将砂桶用绳跨过定滑轮拴在小车上

B.每次改变小车的质量M时，不再移动垫块平衡摩擦力

C.当m<

D.画出a—M图线，看图线形状是否为双曲线的一支，验证a与M是否成反比

3.用接在50Hz交流低压电源上的打点计时器，测定小车做匀加速直线运动的加速度，某次实验中得到的一条纸带如图1所示，从比较清晰的点起，每五个打印点取一个点做为计数点，分别标为0、1、2、3、4，测得s1=30mm，s4=48mm，则小车在0与1两点间的平均速度和小车的加速度分别为

图1

A.0.30m/s0.6m/s2B.0.6m/s0.33m/s2

C.6m/s3.3m/s2D.3.3m/s6m/s2

4.某学生做“验证牛顿第二定律”的实验，在平衡摩擦力时把长木板的一端垫得过高，使得倾角偏大.它所得到的a-F关系可用下列哪一图线表示.（图2中a是小车的加速度，F是细线作用于小车的拉力）

图2

5.在验证牛顿第二定律关于力一定时加速度与质量成反比的实验中，以下做法错误的是

A.平衡摩擦力时，应将装砂的小桶用细绳通过定滑轮系在小车上

B.每次改变小车的质量时，不需要重新平衡摩擦力

C.实验时，先放开小车，再接通打点计时电源

D.小车运动的加速度，可从天平测出装砂小桶和砂的质量（M′和m′）以及小车质量M，直接用公式a=（M′+m′）g/M，求出［（M′+m′）<

6.做以下四个实验时，要用打点计时器的实验是

A.验证牛顿第二定律B.验证碰撞中的动量守恒

C.验证机械能守恒定律D.研究平抛物体的运动

7.一学生在练习使用打点计时器时，纸带上打出的不是圆点，而是一些短线，这可能是因为

A.打点计时器错接在直流电源上B.电源电压不稳定

C.电源频率不稳定D.振针压得过紧

8.如图3所示，为一做匀加速直线运动的小车通过打点计时器所得纸带的一部分，A是任选的第一点，B、C是第11点和第21点，若小车运动的加速度是10m/s2，则打点计时器的频率为

图3

A.25HzB.50HzC.100HzD.200Hz

二、填空题（每小题6分，共24分）

9.在某次测匀变速运动的加速度的实验中得到如图4所示的纸带，图中所标各点均为打点计时器所打的点，由此可知，匀加速运动的加速度的大小为_______（电源频率f=50Hz）.

图4

10.图5为接在50Hz低压交流电源上的打点计时器在纸带做匀加速直线运动时打出的一条纸带，图中所标的是按每隔五个点取一个计数点的原则所取的计数点，但第三个计数点没有画出，则该物体运动的加速度为______.第3计数点与第2计数点的距离约为_____cm.

图5

11.在验证牛顿第二定律的实验中，当小车质量m不变时，a—F图象如图6所示，则m=_______.

图6图7

12.（2001年全国高考试题）一打点计时器固定在斜面上某处，一小车拖着穿过打点计时器的纸带从斜面上滑下，如图7所示.图8是打出的纸带的一段.

（1）已条打点计时器使用的交流电频率为50Hz，利用图1—18—8给出的数据可求出小车下滑的加速度a=_______.

（2）为了求出小车在下滑过程中所受的阻力，还需测量的物理量有_________.用测得的量及加速度a表示阻力的计算式为：

Ff=______________.

图8

三、计算题（共36分）

13.（12分）利用打点计时器测自由落体的加速度，重锤下落时打出一条纸带如图9所示，计算重力加速度的数值.

图9

实验次数

车的质量M（kg）

车的加速度a（m/s2）

M的倒数

1

0.20

0.78

2

0.40

0.38

3

0.60

0.25

4

0.80

0.20

5

1.00

0.16

14.（12分）在“验证牛顿第二定律”的实验中，在砂和砂桶的质量不变时，改变小车的质量，得出下表中数据：

（1）在图10中作出a—

图象.

（2）由图象得出什么结论?

（3）砂和砂桶的重力约为多少?

图10

15.（12分）一个小车拖着纸带做匀加速直线运动，用频率为50Hz的交流电源，使打点计时器在纸带上打下一系列的点.舍去开头比较密集的点，适当选取某一点作为第1计数点后，用刻度尺量出第6点到第11点间的距离为2cm，第21点到第26点间的距离为4.4cm，那么：

（1）该小车的加速度是多大？

（2）打点计时器打第21点时小车的速度是多大？

（3）纸带上第1点到第26点这段时间内小车的平均速度是多少？

参考答案

一、1.BD2.ACD平衡摩擦力时不能将砂桶拴在小车上；摩擦力平衡后，改变小车质量M时，不需要重新平衡摩擦力；求小车的加速度应从低带上求；画图线应画a-

图线.3.A4.C5.ACD平衡摩擦力实际上就是让小车的重力沿斜面的分力与小车受摩擦阻力（包括纸带，但不悬挂小桶）相平衡，粗略分析就是Mgsinθ=μMgcosθ，可见平衡摩擦力与物体的质量无关，即改变小车质量M时，无须重新平衡摩擦力，知B正确，A错.在使用打点计时器时应先接通电源，待振针稳定后再松开纸带，知C错.在本实验中，目的是验证牛顿第二定律，故加速度应为实测得到的数值，即通过分析纸带而得出，而不是利用牛顿第二定律进行计算，知D错.6.AC7.D若打点计时器错接在直流电源上，则不打点，A不可能；若电源电压不稳定，则打点的力的大小不同，即纸带上打出圆点的清晰度不同，B不可能；若电源频率不稳定，则打点的时间间隔不同，点间距离不同，C不可能；若振针压得过紧，则会出现托迹现象即纸带上打出的不是圆点，而是一些短线.8.C

二、9.8.63m/s210.0.51m/s2;4.3611.0.71kg

12.

（1）a=4.00m/s2

（2）小车的质量m；斜面上任意两点间的距离L及两点间的高度差；mg

-ma.

三、13.g=9.50m/s2

14.

（1）先求出M的倒数，在坐标中描点，再连线得到a-

图象如下图所示

（2）图象是一条过原点的斜直线，表明：

a∝

.

实验次数

车的质量M（kg）

车的加速度a（m/s2）

m的倒数

1

0.20

0.78

5.00

2

0.40

0.38

2.50

3

0.60

0.25

1.67

4

0.80

0.20

1.25

5

1.00

0.16

1.00

（3）砂和砂桶的重力约等于小车的牵引力.即（m砂+m桶）g=F

而F=ma=

等于图线的斜率.

由图象可得：

（m砂+m桶）g≈0.155N

15.设第1、6点间的位移为s1，第6、11点间的位移为s2……第21、26点间的位移为s5.每6个点间的运动时间

T=0.02×5s=0.1s.

（1）a=

m/s2=0.8m/s2

（2）因为Δs=s3-s2=s5-s4

所以s3+s4=s2+s5

第16点的速度v16=

m/s

=0.32m/s

所以v21=v16+aT=0.32m/s+0.8×0.1m/s=0.4m/s

（3）因为

又因为v1=v16-a×3T=0.32m/s-0.8×0.3m/s=0.08m/s

v26=v16+a×2T=0.32m/s+0.8×0.2m/s=0.48m/s

所以

m/s=0.28m/s

第二章匀变速直线运动的规律检测题

第Ⅰ卷（选择题共69分）

一、本题共23小题，每小题3分，共69分。

在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题意要求。

选对得3分，不选、多选、错选均得0分。

1．关于匀变速直线运动的说法中不正确的是（）

A．速度均匀变化的直线运动

B．加速度均匀变化的直线运动

C．速度变化率恒定的直线运动

D．加速度恒定的直线运动

2．关于自由落体运动，下列说法正确的是（）

A．物体竖直向下的运动就是自由落体运动

B．加速度等于重力加速度的运动就是自由落体运动

C．在自由落体运动过程中，不同质量的物体运动规律相同

D．物体做自由落体运动位移与时间成反比

3．一物体做匀加速直线运动，已知它的加速度为2m/s2，那么在任何1s内（）.

A．物体的末速度一定等于初速度的2倍

B．物体的末速度一定比初速度大2m/s

C．物体的初速度一定比前1s的末速度大2m/s

D．物体的末速度一定比前1s的初速度大2m/s

4．我国自行研制的“枭龙”战机已经在四川某地试飞成功。

假设该战机起飞前从静止开始做匀加速直线运动，达到起飞速度v所需时间为t，则起飞前的运动距离为（）

A．vtB．vt/2C．2vtD．不能确定

5．小李讲了一个龟兔赛跑的故事，兔子与乌龟的位移图象如图所示，根据图象判断，下列说法正确的是（）

A．兔子与乌龟是同时、同地出发的

B．整个赛程内兔子与乌龟均做匀速直线运动

C．在0至t6时间内兔子与乌龟的平均速度相同

D．兔子与乌龟在赛程内曾有两次相遇

6．A、B、C三点在同一直线上，一个物体自A点从静止开始作匀加速直线运动，经过B点时的速度为v，到C点时的速度为2v，则AB与BC两段距离大小之比是（）

A．1:

1B．1:

2C．1:

3D．1:

4

7．物体做初速度为零的匀加速直线运动，已知第2s末的速度是6m/s，则下列说法正确的是（）

A．物体的加速度为3m/s2

B．物体的加速度为12m/s2

C．物体在2s内的位移为12m

D．物体在2s内的位移为3m

8．某物体速度与时间的关系为v=（6—2t）m/s，则下列说法中正确的是（）

A．物体运动的初速度是2m/s

B．物体运动的初速度是—2m/s

C．物体运动的加速度为—2m/s2

D．物体运动的加速度—4m/s2

9．下面能正确表示做自由落体运动的物体下落的速度

随时间

变化的图象的是（）

10．月球上没有空气，若宇航员在月球上将羽毛和石块从同一高度处同时由静止释放，则（）

A．羽毛先落地　　　　　　　　　　B．石块先落地

C．它们同时落地　　　　　　　　　D．它们不可能同时落地

11．一物体由静止沿光滑斜面匀加速下滑距离为L时，速度为v，当它的速度是v／2时，它沿斜面下滑的距离是（）

A．L／2B．

L/2C．L／4D．3L／4

12．做匀加速直线运动的列车，车头经过某路标时的速度为v1,车尾经过该路标时的速度是v2,则列车的中点经过该路标时的速度是（）

A．

B．

C．

D．

13．汽车在平直的公路上以20m／s的速度行驶，当汽车以5m／s2的加速度刹车时，刹车2s内与刹车6s内的位移之比为（）

A．1：

lB．3：

4C．3：

lD．4：

3

14．一个作匀加速直线运动的物体，其位移和时间的关系是x=18t—6t2，则它的速度为零的时刻为（）

A．1．5sB．3s