2019版高中物理 專題1.4 實(shí)驗(yàn)：用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)速度預(yù)習(xí)學(xué)案 新人教版必修1.doc

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2019版高中物理 專題1.4 實(shí)驗(yàn)：用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)速度預(yù)習(xí)學(xué)案 新人教版必修1 知識(shí)點(diǎn)梳理 一.兩種打點(diǎn)計(jì)時(shí)器 1.電磁式打點(diǎn)計(jì)時(shí)器：電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是一種能按照相等時(shí)間間隔，在紙帶上連續(xù)打點(diǎn)的儀器。所用電源應(yīng)是交流電源，通常的工作電壓在6V以下，當(dāng)電源的頻率為50Hz時(shí)，每隔0.02s打一次點(diǎn)，如圖甲所示 2.電火花計(jì)時(shí)器：電火花計(jì)時(shí)器的計(jì)時(shí)原理與電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器相同，不過(guò)在紙帶上打點(diǎn)的不是振針和復(fù)寫(xiě)紙，而是電火花和墨粉，所用電源為交流電源，且通常工作電壓為220V，當(dāng)電源的頻率為50Hz時(shí)，每隔0.02s打一次點(diǎn)如圖乙所示 3.使用電池打點(diǎn)計(jì)時(shí)器時(shí)，紙帶應(yīng)穿過(guò)限位孔，復(fù)寫(xiě)紙?zhí)自谳S上，放在紙帶的 （填“上面”或“下面”）打點(diǎn)時(shí)應(yīng)先接通電源（填“接通電源”或“釋放紙帶”）后釋放紙帶（填“接通電源”或“釋放紙帶”） 4.紙帶上記錄的是一段時(shí)間內(nèi)運(yùn)動(dòng)物體通過(guò)的位移對(duì)于從實(shí)驗(yàn)中得到的紙帶，紙帶上的點(diǎn)有疏有密，點(diǎn)跡密集的地方表示物體運(yùn)動(dòng)的速度較小（填“較大”或“較小”） 二.求瞬時(shí)速度 1.求瞬時(shí)速度 根據(jù)B、D兩點(diǎn)間的位移 和時(shí)間 ，算出物體在這兩點(diǎn)間的平均速度，可以用這個(gè)平均速度代表物體經(jīng)過(guò)C點(diǎn)時(shí)的瞬時(shí)速度。 2.使用光電門(mén)傳感器來(lái)測(cè)速度時(shí)，若擋光板的寬度為d，擋光時(shí)間為t，則通過(guò)光電門(mén)時(shí)的速度為 考點(diǎn)題組訓(xùn)練 題組一 練習(xí)使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器 1.(多選)下列關(guān)于打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的認(rèn)識(shí)中，正確的是(　　) A． 電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的工作電壓是6 V，所以可以用4節(jié)1.5 V的干電池供電 B． 電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的是220 V交流電源，可以直接接入生活用電 C． 使用電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)打的點(diǎn)跡很不清晰、顏色偏淡，則可能需要更換新的墨粉紙盤(pán) D． 在使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器時(shí)，當(dāng)接入電源頻率為50 Hz時(shí)，則每0.02 s 打一個(gè)點(diǎn) 【答案】BCD 2.如圖所示是電火花計(jì)時(shí)器的示意圖．電火花計(jì)時(shí)器和電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器一樣，工作時(shí)使用__________（選填“交流”或“直流”）電源．其工作時(shí)的基本步驟如下： A．當(dāng)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)器電源插頭插入相應(yīng)的電源插座 C．將紙帶從墨粉紙盤(pán)下面穿過(guò)打點(diǎn)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(xiě)步驟編號(hào)） 【答案】交流；CBDA 【解析】：電火花計(jì)時(shí)器和電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器一樣，工作時(shí)使用交流電源，當(dāng)電源的頻率為50 Hz時(shí)，它每隔0.02 s打一次點(diǎn)；實(shí)驗(yàn)步驟要遵循先安裝器材后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的原則進(jìn)行．上述步驟正確的順序是CBDA． 3.以下關(guān)于打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的說(shuō)法正確的是(　　) A．電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和電火花計(jì)時(shí)器都不可以接直流電源，應(yīng)該接6V以下的低壓交流電源 B．電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和電火花計(jì)時(shí)器都用到一張黑色小紙片，它其實(shí)就是復(fù)寫(xiě)紙 C．電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是利用火花放電的原理進(jìn)行工作的儀器 D．電火花計(jì)時(shí)器與電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器比較，它的實(shí)驗(yàn)誤差較?。? 【答案】D 4. 關(guān)于紙帶上打點(diǎn)間隔的分析，下列說(shuō)法正確的是（　?。? A．沿著點(diǎn)跡運(yùn)動(dòng)的方向看去，點(diǎn)間距離越來(lái)越小，說(shuō)明紙帶在做加速運(yùn)動(dòng) B．沿著點(diǎn)跡運(yùn)動(dòng)的方向看去，點(diǎn)間距離越來(lái)越小，說(shuō)明紙帶在做減速運(yùn)動(dòng) C．紙帶上點(diǎn)間間隔相等，表示紙帶是勻速運(yùn)動(dòng)的 D．紙帶上點(diǎn)間間隔相等，表示紙帶是變速運(yùn)動(dòng) 【答案】BC 【解析】 沿著紙帶運(yùn)動(dòng)的方向看去，點(diǎn)間距離越來(lái)越小，相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔不變，所以紙帶在做減速運(yùn)動(dòng)，故A錯(cuò)誤，B正確；紙帶上點(diǎn)間間隔相等，表示紙帶運(yùn)動(dòng)是勻速的，故C正確，D錯(cuò)誤； 5.用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器可測(cè)紙帶運(yùn)動(dòng)的時(shí)間和位移．下面是沒(méi)有按操作順序?qū)懙牟煌暾膶?shí)驗(yàn)步驟，按照你對(duì)實(shí)驗(yàn)的理解，在各步驟空白處填上適當(dāng)?shù)膬?nèi)容，然后按實(shí)際操作的合理順序，將各步驟的字母代號(hào)按順序?qū)懺诳瞻滋帲? A．在電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)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低壓______(填“交流”或“直流”)電源的兩個(gè)接線柱上． B．把電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在桌子上，讓紙帶穿過(guò)________，并壓在______下面． C．用刻度尺測(cè)量從計(jì)時(shí)開(kāi)始點(diǎn)到最后一個(gè)點(diǎn)間的距離Δx. D．切斷電源，取下紙帶，如果共有n個(gè)清晰的點(diǎn)，則這段紙帶記錄的時(shí)間Δt＝________. E．打開(kāi)電源開(kāi)關(guān)，再用手水平地拉動(dòng)紙帶，紙帶上打下一系列小點(diǎn)． F．利用公式＝計(jì)算紙帶運(yùn)動(dòng)的平均速度． 實(shí)驗(yàn)步驟的合理順序是________． 【答案】交流　限位孔　復(fù)寫(xiě)紙　(n－1)0.02 s　BAEDCF； 【解析】：電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用低壓交流電源，使用時(shí)應(yīng)將紙帶穿過(guò)電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的限位孔，并放于復(fù)寫(xiě)紙的下方；紙帶上記錄的時(shí)間Δt＝(n－1)0.02 s．合理的實(shí)驗(yàn)步驟為B、A、E、D、C、F. 題組二 測(cè)量瞬時(shí)速度 1.某同學(xué)在做“練習(xí)使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器”實(shí)驗(yàn)時(shí)打出的紙帶如圖所示，每?jī)牲c(diǎn)之間還有四個(gè)點(diǎn)沒(méi)有畫(huà)出來(lái)，圖中上面的數(shù)字為相鄰兩點(diǎn)間的距離，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源頻率為50 HZ． （1）相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間為　 ?。? （2）打第四個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)時(shí)紙帶的速度v1= 　m/s． 【答案】（1）0.1 s；（2）1.2． 2.在實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)得到一張打點(diǎn)清晰的紙帶如圖所示，要求測(cè)出D點(diǎn)的瞬時(shí)速度．本實(shí)驗(yàn)采用包含D點(diǎn)在內(nèi)的一段間隔中的平均速度來(lái)粗略地代表D點(diǎn)的瞬時(shí)速度，下列幾種方法中最準(zhǔn)確的是(　　) A．＝vD，Δt1＝0.14 s B．＝vD，Δt2＝0.06 s C．＝vD，Δt3＝0.1 s D．＝vD，Δt4＝0.04 s 【答案】D 【解析】求D點(diǎn)的瞬時(shí)速度，最準(zhǔn)確的應(yīng)是包含該點(diǎn)與該點(diǎn)相鄰的兩點(diǎn)之間的平均速度．C選項(xiàng)錯(cuò)在時(shí)間間隔上，CE間的時(shí)間間隔應(yīng)為0.04 s. 3.如下圖所示是研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)中得到的一條紙帶，舍去前面比較密集的點(diǎn)，從0點(diǎn)開(kāi)始每5個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)：0、1、2、3、4、5、6，量得s1＝1.30 cm，s2＝3.10 cm，s3＝5.38 cm，s4＝8.16 cm，s5＝11.45 cm，s6＝15.26 cm， (1)計(jì)算打下1、2、3、4、5五個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)時(shí)小車(chē)的瞬時(shí)速度(要求保留3位有效數(shù)字) (2)將1、2、3、4、5各個(gè)時(shí)刻的瞬時(shí)速度標(biāo)在如下圖所示的直角坐標(biāo)系中，并畫(huà)出小車(chē)的瞬時(shí)速度隨時(shí)間變化的關(guān)系圖線． 【答案】 (1) 0.155　0.204　0.253　0.304　0.355 （2） (2)根據(jù)所求出各點(diǎn)速度大小，采用描點(diǎn)法得出圖象如下所示： 4.如圖所示，氣墊導(dǎo)軌上滑塊經(jīng)過(guò)光電門(mén)時(shí)，其上的遮光條將光遮住，電子計(jì)時(shí)器可自動(dòng)記錄遮光時(shí)間Δt.測(cè)得遮光條的寬度為Δx，用近似代表滑塊通過(guò)光電門(mén)時(shí)的瞬時(shí)速度．為使更接近瞬時(shí)速度，正確的措施是 (　　) A． 換用寬度更窄的遮光條 B． 提高測(cè)量遮光條寬度的精確度 C． 使滑塊的釋放點(diǎn)更靠近光電門(mén) D． 增大氣墊導(dǎo)軌與水平面的夾角 【答案】A 5.光電計(jì)時(shí)器是一種常用計(jì)時(shí)儀器，其結(jié)構(gòu)如圖所示，a、b分別是光電門(mén)的激光發(fā)射和接收裝置，當(dāng)一輛帶有擋光片的小車(chē)從a、b間通過(guò)時(shí)，光電計(jì)時(shí)器就可以顯示擋光片的擋光時(shí)間．現(xiàn)有一輛小車(chē)帶有寬度為d（很窄）的擋光片做勻變速直線運(yùn)動(dòng)，先后通過(guò)第一個(gè)光電門(mén)和第二個(gè)光電門(mén)，光電計(jì)時(shí)器記錄下的擋光時(shí)間分別是t1和t2，擋光片從第一個(gè)光電門(mén)運(yùn)動(dòng)到第二個(gè)光電門(mén)用時(shí)t （1）小車(chē)通過(guò)第一個(gè)光電門(mén)的平均速度為_(kāi)_________________； （2）如果將小車(chē)通過(guò)光電門(mén)的平均速度看作小車(chē)的瞬時(shí)速度，小車(chē)從第一個(gè)光電門(mén)運(yùn)動(dòng)到第二個(gè)光電門(mén)的加速度為_(kāi)_________________。 【答案】（1）（2） 6.光電計(jì)時(shí)器是一種常用的計(jì)時(shí)儀器，其結(jié)構(gòu)如圖甲所示，a，b分別是光電門(mén)的激光發(fā)射和接收裝置，當(dāng)有滑塊從a、b間通過(guò)時(shí)，光電計(jì)時(shí)器就可以顯示出物體的擋光時(shí)間．現(xiàn)在某滑塊在斜面上滑行，先后通過(guò)光電門(mén)1和2，計(jì)時(shí)器顯示的擋光時(shí)間分別為t1＝510－2s，t2＝310－2s，從光電門(mén)1到光電門(mén)2所經(jīng)歷的總時(shí)間Δt＝0.15 s，用分度值為1 mm的刻度尺測(cè)量小滑塊的長(zhǎng)度為d，示數(shù)如圖乙所示．實(shí)驗(yàn)中可計(jì)算得出滑塊的長(zhǎng)度d為_(kāi)_______cm，滑塊通過(guò)光電門(mén)1的速度v1為_(kāi)_____m/s，滑塊通過(guò)光電門(mén)2的速度v2為_(kāi)_____m/s，滑塊的加速度大小為_(kāi)_____m/s2.(結(jié)果保留兩位小數(shù)) 【答案】4.45　0.89　1.48　3.93 7.像打點(diǎn)計(jì)時(shí)器一樣，光電計(jì)時(shí)器也是一種研究物體運(yùn)動(dòng)情況的常用計(jì)時(shí)儀器，其結(jié)構(gòu)如圖甲所示，a、b分別是光電門(mén)的激光發(fā)射和接收裝置，當(dāng)有物體從a、b間通過(guò)時(shí)，光電計(jì)時(shí)器就可以顯示物體的擋光時(shí)間．現(xiàn)利用圖乙所示裝置測(cè)量，乙圖中MN是水平桌面，PQ是長(zhǎng)1 m左右的木板，Q是木板與桌面的接觸點(diǎn)，1和2是固定在木板上適當(dāng)位置的兩個(gè)光電門(mén)，與之連接的兩個(gè)光電計(jì)時(shí)器沒(méi)有畫(huà)出．讓滑塊從木板的頂端滑下，光電門(mén)1、2各自連接的計(jì)時(shí)器顯示的擋光時(shí)間分別為5.010－2s和2.010－2s．用游標(biāo)卡尺測(cè)量小滑塊的寬度d.讀出滑塊的寬度d＝5.015 cm.則滑塊通過(guò)光電門(mén)1的速度v1＝________m/s，滑塊通過(guò)光電門(mén)2的速度v2＝________m/s. 【答案】1.003　2.508 【解析】擋光時(shí)間就是滑塊通過(guò)光電門(mén)的時(shí)間，由于時(shí)間很短，所以該過(guò)程中的平均速度近似等于滑塊通過(guò)光電門(mén)的速度，故v1＝m/s＝1.003 m/s，v2＝m/s≈2.508 m/s.