2024高中物理第一章運動的描述4實驗：用打點計時器測速度課后作業(yè)含解析新人教版必修1

PAGEPAGE6試驗：用打點計時器測速度eq\o(\s\up7(限時：45分鐘),\s\do5())一、單項選擇題1．在“用打點計時器測速度”的試驗中，依據(jù)打出點的紙帶推斷運動是勻速直線運動還是變速直線運動時(D)A．應通過測量紙帶表示的運動的全路程來推斷B．必需通過計算隨意兩點間的平均速度來推斷C．必需通過計算全程的平均速度來推斷D．可以通過測量每相鄰兩點間的距離，看是否都相等來推斷解析：推斷是否為勻速直線運動，就是比較在隨意相等時間內(nèi)通過的位移是否相等(在試驗誤差允許范圍內(nèi))，若相等則是勻速直線運動，若不相等則不是勻速直線運動，選項D中，相鄰兩點間的時間相等，因此D正確；不必測量全路程，A錯誤；也沒必要計算全程的平均速度或隨意兩點間的平均速度，B、C錯誤．2．質點做直線運動的v－t圖象如圖所示，表示質點做勻速直線運動的是(A)解析：勻速直線運動的速度大小、方向都不變，A對，B、C、D都錯．3．如圖所示，依據(jù)打點計時器打出的紙帶，推斷哪條紙帶表示物體做勻速運動(B)解析：在相同的時間內(nèi)發(fā)生的位移相同，物體做勻速直線運動，而打點計時器每隔肯定時間打一個點，時間間隔相同，若做勻速直線運動，其點與點之間的間距應相同，由此可知B正確．4．在試驗中，某同學得到一張打點清楚的紙帶如圖所示，要求測出D點的瞬時速度．本試驗采納包含D點在內(nèi)的一段間隔中的平均速度來粗略地代表D點的瞬時速度，下列幾種方法中最精確的是(D)A.eq\f(AG,Δt1)＝vD，Δt1＝0.14s B.eq\f(BE,Δt2)＝vD，Δt2＝0.06sC.eq\f(CE,Δt3)＝vD，Δt3＝0.1s D.eq\f(CE,Δt4)＝vD，Δt4＝0.04s解析：求D點的瞬時速度，最精確的應是包含該點與該點相鄰的兩點之間的平均速度．C錯在時間間隔上，CE間的時間間隔應為0.04s.二、多項選擇題5．在練習運用打點計時器試驗中，用“圖象法”處理試驗數(shù)據(jù)時，為了減小誤差(BD)A．應使縱、橫坐標每單位長度表示的數(shù)值大一些B．應使縱、橫坐標每單位長度表示的數(shù)值小一些C．為使圖線通過每個試驗數(shù)據(jù)點，應使圖線畫成折線D．應使圖線畫成直線或光滑曲線，讓試驗數(shù)據(jù)點大致勻稱分布在圖線兩側，對于個別離線較遠的點可以舍去解析：用“圖象法”處理試驗數(shù)據(jù)時，縱、橫坐標每單位長度表示的數(shù)值越小，圖上數(shù)據(jù)點間的距離越大，測量誤差越小，選項B正確，A錯誤；依據(jù)數(shù)據(jù)點描圖時，應使圖線畫成直線或光滑曲線，并且讓試驗數(shù)據(jù)點大致勻稱分布在圖線兩側，對于個別離線較遠的點可以舍去，不能將圖線畫成折線，選項D正確，C錯誤．6．在“探討勻變速直線運動”的試驗中，下列方法有助于削減試驗誤差的是(ACD)A．選取計數(shù)點，把每打5個點的時間間隔作為一個時間單位B．使小車運動的加速度盡量小些C．舍去紙帶上起先時密集的點，只利用點跡清楚、點間隔適當?shù)哪且徊糠诌M行測量、計算D．適當增加掛在細繩下鉤碼的個數(shù)解析：選取的計數(shù)點間隔較大，在用直尺測量這些計數(shù)點間的間隔時，在測量肯定誤差基本相同的狀況下，相對誤差較小，因此A項正確；在試驗中，假如小車運動的加速度過小，打出的點很密，長度測量的相對誤差較大，測量精確性降低，因此小車的加速度應適當大些，而使小車加速度增大的常見方法是適當增加掛在細繩下鉤碼的個數(shù)，以增大拉力，故B錯，D對；為了削減長度測量的相對誤差，舍去紙帶上過于密集，甚至辨別不清的點，因此C項正確．7．如圖所示為某次試驗中打出的一條紙帶，圖中O為小車運動的起始點，O點到A點之間點跡密集且有部分點不清楚．A、B、C、D、E、F、G為所選取的計數(shù)點，相鄰兩個計數(shù)點之間有4個點未畫出，電源頻率為50Hz，用毫米刻度尺測量可得(CD)A．從O點到F點運動的時間為6×0.1sB．從O點到F點運動的時間為6×0.02sC．從A點到F點運動的平均速度eq\x\to(v)AF＝eq\f(xAF,5×0.1s)＝eq\f(xAF,0.5s)D．通過測量xOG的長度，可知小車從O到G的位移大小解析：因OA之間所打點的狀況未知，也就不能確定從O點到F點運動的時間，選項A、B錯誤；由題意，相鄰計數(shù)點間的時間間隔為T＝5×0.02s＝0.1s，則從A點到F點運動的平均速度eq\x\to(v)AF＝eq\f(xAF,5×0.1s)＝eq\f(xAF,0.5s)，選項C正確；OG之間的長度，等于小車從O到G的位移大小，選項D正確．三、非選擇題8．運用電火花打點計時器分析物體運動狀況的試驗中：(1)在如下基本步驟中，正確的排列依次為ABDEC.A．把電火花打點計時器固定在桌子上B．安放紙帶C．松開紙帶讓物體帶著紙帶運動D．接通220V溝通電源E．按下脈沖輸出開關，進行打點(2)在安放紙帶時，要檢查墨粉紙盤是否已經(jīng)正確地套在紙盤軸上，還要檢查墨粉紙盤是否夾在紙帶之間．解析：電火花打點計時器的特點是：打點是靠放電針和墨粉紙盤之間火花放電來實現(xiàn)的，故其操作步驟和電磁打點計時器是相仿的，墨粉紙盤應套在紙盤軸上，目的是使它可以轉動，勻稱地被利用．墨粉紙盤夾在兩條白紙帶之間，目的是使墨粉紙盤可以更好地轉動．9．在“用打點計時器測速度”的試驗中，如圖是一條記錄小車運動狀況的紙帶，并在其上取了A、B、C、D、E5個計數(shù)點，每相鄰兩個計數(shù)點之間還有4個點圖中沒有畫出，電火花計時器接在220V、50Hz的溝通電源上．(1)由紙帶上的數(shù)據(jù)計算vB＝1.38m/s，vC＝2.64m/s，vD＝3.90m/s.(2)在如圖所示坐標系中作出小車的v－t圖線(以打A點時起先計時)．(此題計算結果均保留三位有效數(shù)字)答案：見解析解析：(1)由題意知，相鄰兩計數(shù)點間的時間為T＝0.1s.vB＝eq\f(xAC,2T)＝eq\f(27.60×10－2,2×0.1)m/s＝1.38m/s；vC＝eq\f(xBD,2T)＝eq\f(60.30－7.50×10－2,2×0.1)m/s＝2.64m/s；vD＝eq\f(xCE,2T)＝eq\f(105.60－27.60×10－2,2×0.1)m/s＝3.90m/s.(2)圖象如圖所示10．如圖所示是某同學在做變速直線運動試驗中獲得的一條紙帶．(1)已知打點計時器電源的頻率為50Hz，則紙帶上打相鄰兩點的時間間隔為0.02_s.(2)A、B、C、D是紙帶上的四個計數(shù)點，每兩個相鄰計數(shù)點間有四個點沒有畫出．從圖中讀出A、B兩點的間距x＝0.63～0.67之間即可cm；C點對應的速度是0.100m/s(計算結果保留三位有效數(shù)字)．解析：(1)由周期和頻率的關系T＝eq\f(1,f)可知：周期為0.02s.(2)A、B間距為0.63～0.67cm之間，長度測量留意不要丟掉估讀位，C點瞬時速度等于B、D間的平均速度，vC＝eq\f(0.90＋1.10×10－2,2×0.02×5)m/s＝0.100m/s.11．用接在50Hz溝通電源上的打點計時器測定小車的運動狀況．某次試驗中得到一條紙帶，如圖所示，從比較清楚的點起，每五個計時點取一個計數(shù)點，分別標明0、1、2、3、…，量得0與1兩點間距離x1＝30mm,2與3兩點間的距離x2＝48mm，則小車在0、1兩點間平均速度為v1＝0.3m/s，在2、3兩點間的平均速度v2＝0.48m/s.據(jù)此可判定小車做加速(選填“加速”“減速”或“勻速”)運動．解析：每五個計時點取一個計數(shù)點，則相鄰兩個計數(shù)點間的時間間隔為T＝0.1s，那么由平均速度的定義得v1＝eq\f(0.03m,0.1s)＝0.3m/s，v2＝eq\f(0.048m,0.1s)＝0.48m/s.從計算結果看小車運動的速度在增大，所以可以推斷小車在做加速運動．12.如圖所示為小球從某一高度處自由下落時，一愛好小組的同學用頻閃照相獲得的軌跡的一部分，經(jīng)測量：計數(shù)點1、2的間隔為7.71cm,2、3的間隔為8.75cm,3、4的間隔為9.80cm,4、5的間隔為10.86cm，每次閃光的時間間隔為eq\f(1,30)s，求小球運動到計數(shù)點3時的瞬時速度是多少？答案：2.7825m/s解析：依據(jù)某段時間內(nèi)的平均速度可以“粗略”地代表其中間時刻的瞬時速度的思想來計算．小球運動到計數(shù)點3時，其速度為v3＝eq\f(x23＋x34,2T)＝eq\f(0.0875＋0.0980,2×\f(1,30))m/s＝2.7825m/s.13.用氣墊導軌和數(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)字毫秒計記錄了遮光板通過第一個光電門的時間為Δt1＝0.29s，通過其次個光電門的時間為Δt2＝0.11s，已知遮光板的寬度為3.0cm，分別求出滑塊通過第一個光電門和其次個光電門的速度大?。鸢福?.10m/s