1、科学测量：做直线运动物体的瞬时速度1.关于打点计时器的使用,说法正确的是()A.电磁打点计时器使用的是6 V以下的直流电源B.在测量物体速度时,先让物体运动,后接通打点计时器的电源C.使用的电源频率越高,打点的时间间隔就越小D.纸带上打的点越密,说明物体运动得越快【解析】选C。电磁打点计时器使用的是6 V以下的交流电源,故A错误;实验过程中应先接通电源,后释放纸带,否则纸带上留下的点太少,不利于数据的处理,故B错误;交流电源的频率越高,打点的时间间隔就越小,故C正确;纸带上打的点越密,说明相等的时间内物体运动的位移越小,说明物体运动得越慢,故D错误。2.在实验中,某同学得到一张打点清晰的纸带如
2、图所示,打点计时器使用的电源频率是50 Hz,要求测出D点的瞬时速度。本实验采用包含D点在内的一段间隔中的平均速度来粗略地代表D点的瞬时速度,下列几种方法中最准确的是()A.vD=,t1=0.10 sB.vD=,t2=0.06 sC.vD=,t3=0.10 sD.vD=,t4=0.04 s【解析】选D。求D点的瞬时速度,最准确的应是包含该点的最短的一段间隔的平均速度。题中间隔CE最好,选项A、B错误;选项C中时间间隔数据错误,CE间的时间间隔应为0.04 s,选项D正确,C错误。3.(1)电磁打点计时器使用的电源应是_(选填“交流46 V”或“交流220 V”),实验室使用我国民用电(频率50
3、 Hz)时,如果每相邻的计数点间还有4个点未标出,则相邻两个计数点的时间间隔为_ s。(2)在“练习使用打点计时器”的实验中,某同学选出了一条清晰的纸带,并取其中的A,B,C七个点进行研究,这七个点与刻度尺标度的对应情况如图所示。可求出A点到D点的距离是_ cm。(3)由实验数据可得A点到D点的平均速度是_ m/s;B点的瞬时速度是_ m/s。(结果保留2位有效数字)【解析】(1)电磁打点计时器使用的是46 V的低压交流电,如果每相邻的计数点间还有4个点未标出,则相邻两个计数点的时间间隔为T=5 s=0.1 s。(2)刻度尺为毫米刻度尺,分度值为1 mm,故由题图可知,AD之间的距离为4.10
4、 cm。(3)由v=可得AD间的平均速度为vAD=0.14 m/s。从图中可知AC间的距离为2.50 cm,用AC间的平均速度可以较精确地表示B点的瞬时速度,即B点的瞬时速度是vB=0.13 m/s。答案:(1)交流46 V0.1(2)4.10(3)0.140.13【加固训练】如图是研究物体做匀变速直线运动时得到的一条纸带(实验中打点计时器所接低压交流电源的频率为50 Hz)。从0点后开始每5个计时点取一个计数点,依照打点的顺序依次编为0、1、2、3、4、5、6,测得s1=5.18 cm,s2=4.40 cm,s3=3.62 cm,s4=2.84 cm,s5=2.06 cm,s6=1.28 c
5、m。(1)相邻两计数点间的时间间隔为_s。(2)物体的加速度大小a=_m/s2,方向_(选填“AB”或“BA”)。(3)打点计时器打计数点3时,物体的速度大小v3=_m/s。【解析】(1)打两个点之间的时间间隔等于交流电源频率的倒数,即T= s=0.02 s,每5个计时点取一个计数点,故相邻两个计数点间的时间间隔T=50.02 s=0.1 s。(2)由逐差法可得物体的加速度a=,代入数据解得a=-0.78 m/s2,负号表示物体加速度的方向,加速度大小为0.78 m/s2。因为是依照打点的先后顺序依次编号,所以物体的运动方向是BA,而物体做匀减速直线运动,故加速度的方向是AB。(3)打计数点3
6、时物体的速度v3= m/s=0.323 m/s。答案:(1)0.1(2)0.78AB(3)0.3234.(2019全国卷)某小组利用打点计时器对物块沿倾斜的长木板加速下滑时的运动进行研究。物块拖动纸带下滑,打出的纸带一部分如图所示。已知打点计时器所用交流电的频率为50 Hz,纸带上标出的每两个相邻点之间还有4个打出的点未画出。在A、B、C、D、E五个点中,打点计时器最先打出的是_点,在打出C点时物块的速度大小为_m/s(保留3位有效数字);物块下滑的加速度大小为_m/s2(保留2位有效数字)。【解析】物块沿倾斜的长木板加速下滑,相等时间内的间距越来越大,所以在A、B、C、D、E五个点中,打点计
7、时器最先打出的是A点。根据纸带可知xAB=12.0 mm、xBC=19.5 mm、xCD=27.0 mm、xDE=34.5 mm,则vC=232.5 mm/s=0.233 m/s。xDE-xCD=xCD-xBC=xBC-xAB=7.5 mm,则a=750 mm/s2=0.75 m/s2。答案:A0.2330.755.如图所示是用打点计时器测小车瞬时速度实验中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
8、间的距离x5=2.00 cm,5、6间的距离x6=1.22 cm(电源频率为50 Hz)。(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(保留两位小数)并填在表中。位置12345v/ms-1_(2)根据(1)中表格,在图中画出小车的速度时间图像。【解析】(1)某点的瞬时速度可以用该点为中间时刻的一段时间内的平均速度表示。打1点时:v1=1.20 m/s,打2点时:v2=1.00 m/s,打3点时:v3=0.80 m/s,打4点时:v4=0.60 m/s,打5点时:v5=0.40 m/s,将数值填入表格中位置12345v/ms-11.201.000.800.600.40(2)描点并连线得小车的速度时间图像。答案:见解析