答案： 打点计时器的使用专题

1、专题打点记时器的使用一、研究匀变速直线运动图10EABCD2、2011-11-11（6分）如图10所示为小车由静止开始沿斜面匀加速下滑的频闪照片示意图，已知闪光频率为每秒10次，且第一次闪光时小车恰好从A点开始运动。根据照片测得各闪光时刻小车位置间的实际距离分别为AB=2.42cm，BC=7.31cm，CD=12.20cm，DE=17.13cm。由此可知，小车运动的加速度大小为 m/s2，小车运动到D点时的速度大小为 m/s。（结果均保留2位有效数字） （1）4.9（3分）， （2）1.5（3分）图27EABCD2011-11-f 11A（6分）如图27所示为小金属块由静止开始沿斜面匀加速下滑

2、的频闪照片示意图，已知闪光频率为每秒10次，且第一次闪光时小金属块恰好从A点开始运动。根据照片测得各闪光时刻小金属块位置间的实际距离分别为AB=2.42cm，BC=7.31cm，CD=12.20cm，DE=17.13cm。若测得斜面的倾角=37°，且已知sin37°=0.60，cos37°=0.80，g取9.8m/s2。由此可知，小金属块与斜面间的动摩擦因数为 。11A0.125图28EABCD11B（6分）如图28所示为小车由静止开始沿斜面匀加速下滑的频闪照片示意图，已知闪光频率为每秒10次，且第一次闪光时小车恰好从A点开始运动。根据照片测得各闪光时刻小车位置间

3、的实际距离分别为AB=2.42cm，BC=7.31cm，CD=12.20cm，DE=17.13cm。若已知当地的重力加速度g=9.8m/s2，小车下滑过程中所受的阻力可忽略不计，则由此可知斜面与水平面之间的夹角 °。11B303某同学用图2 所示的实验装置研究小车在斜面上的运动。实验步骤如下：a、安装好实验器材。b、接通电源后，让拖着纸带的小车沿平板斜面向下运动，重复几次。选出一条点迹比较清晰的纸带，舍去开始密集的点迹，从便于测量的点开始，每两个打点间隔取一个计数点，如图3中0、1、26点所示。c、测量1、2、36计数点到0计数点的距离，分别记作：S1、S2、S3S6。d、通过测量和

4、计算，该同学判断出小车沿平板做匀速直线运动。e、分别计算出S1、S2、S3S6与对应时间的比值。f、以为纵坐标、t为横坐标，标出与对应时间t的坐标点，划出t图线。结合上述实验步骤，请你完成下列任务：实验中，除打点及时器（含纸带、复写纸）、小车、平板、铁架台、导线及开关外，在下面的仪器和器材中，必须使用的有 和 。（填选项代号）A、电压合适的50Hz交流电源 B、电压可调的直流电源 C、刻度尺 D、秒表 E、天平 F、重锤将最小刻度为1mm的刻度尺的0刻线与0计数点对齐，0、1、2、5计数点所在位置如图4所示，则S2= cm，S5= cm。该同学在图5中已标出1、3、4、6计数点对应的坐标，请你

5、在该图中标出与2、5两个计数点对应的坐标点，并画出t。根据t图线判断，在打0计数点时，小车的速度v0= m/s；它在斜面上运动的加速度a= m/s2。3、A，C （2.972.99），（13.1913.21）如图 （0.160.20），（4.505.10）注解；写出图像的表达式：v=v0+a 或S=v0t+at2 得 =v0+ a二、探究a与F合的关系电源插头纸带打点计时器小车砝码盘3.（1）某同学用图所示装置做“验证牛顿第二定律”实验。在验证质量一定时，加速度和力成正比的结论时，某学生利用测量数据画出的aF图线如图所示。若发现图线在横轴上的截距OA较大，明显超出了偶然误差的范围，其原因是由于

6、 。若发现图线在纵轴上的截距OB较大，明显超出了偶然误差的范围，其原因是由于 。若发现图线不是一条直线，而向下弯曲，其原因是由于 。图0aF0aF0aFAB（1）未平衡摩擦力。平衡小车所受摩擦力时，小桶中的沙子过多或木板远离滑轮一端垫得过高。不满足小车的质量远大于小桶及沙子的质量。 7“探究加速度a与物体所受合力F及质量m关系”实验。 图a所示为实验装置图。图b为某次实验得到的一段纸带，计数点A、B、C、D、E间的时间间隔为0.1s，根据纸带可求出小车的加速度大小为 m/s2。（结果保留两位有效数字）3.208.3015.30.3024.200.30保持小车质量不变，改变砂和砂桶质量，进行多次

7、测量。根据实验数据做出了加速度a随拉力F的变化图线，如图c所示。图中直线没有通过原点，其主要原因是 。保持砂和砂桶质量不变，改变小车中砝码质量，进行多次测量，分别得到小车加速度a与质量m及对应的的数据如表中所示：实验次数12345678小车加速度a/m·s -21.901.721.491.251.000.750.500.30小车和砝码质量m/kg0.250.290.330.400.500.711.001.674.003.453.032.502.001.411.000.60a请在坐标纸中画出图线；b根据作出的图像可以得到的结论是： 。6 1.9 (2分)实验前未平衡摩擦力（或平衡摩擦力

8、不充分） (2分) a. 如图 (2分)b图线为过原点的直线，表明在合外力一定时，加速度跟质量成反比 (2分)8（10西城一模）某同学采用如图3所示的装置验证规律：“物体质量一定，其加速度与所受合力成正比”。 纸带 打点计时器图3配重垫木a按图3把实验器材安装好，不挂配重，反复移动垫木直到小车做匀速直线运动； b把细线系在小车上并绕过定滑轮悬挂配重，接通电源，放开小车，打点计时器在被小车带动的纸带上打下一系列点，取下纸带，在纸带上写上编号；c保持小车的质量M不变，多次改变配重的质量m，再重复步骤b；d算出每条纸带对应的加速度的值；e用纵坐标表示加速度a，横坐标表示配重受的重力mg（作为小车受到

9、的合力F），作出aF图象。 在步骤d中，该同学是采用vt图象来求加速度的。图4为实验中打出的一条纸带的一部分，纸带上标出了连续的3个计数点，依次为B、C、D，相邻计数点之间还有4个计时点没有标出。打点计时器接在频率为50Hz的交流电源上。打点计时器打C点时，小车的速度为 m/s； 图43cm456789101112131415BCDt/sv/(ms-1)图500.10.20.30.40.51.00.20.40.60.800.10.20.30.20.4F/Na/(ms-2)图6 其余各点的速度都标在了vt坐标系中，如图5所示。t=0.10s时，打点计时器恰好打B点。请你将中所得结果标在图5所示的

10、坐标系中，并作出小车运动的vt图线；利用图线求出小车此次运动的加速度a = _m/s2； 最终该同学所得小车运动的aF图线如图6所示，从图中我们看出图线是一条经过原点的直线。根据图线可以确定下列说法中不正确的是A本实验中小车质量一定时，其加速度与所受合力成正比B小车的加速度可能大于重力加速度gC可以确定小车的质量约为0.50kgD实验中配重的质量m远小于小车的质量 Mt/sv/(ms-1)图100.10.20.30.40.51.00.20.40.60.86. 0.44 （3分） 如图1 （标点2分） （连线2分）1.0（0.95 1.05）（2分） B （3分）甲 纸带 电火花计时器垫木 小车

11、钩码 平面轨道9（12h2）（1）（6分）用如图甲所示装置做“探究物体的加速度跟力的关系”的实验。实验时保持小车的质量不变，用钩码所受的重力作为小车受到的合力，用打点计时器和小车后端拖动的纸带测出小车运动的加速度。实验时先不挂钩码，反复调整垫木的左右位置，直到小车做匀速直线运动，这样做的目的是 。图乙为实验中打出的一条纸带的一部分，从比较清晰的点迹起，在纸带上标出了连续的5个计数点A、B、C、D、E，相邻两个计数点之间都有4个点迹没有标出，测出各计数点到A点之间的距离，如图乙所示。已知打点计时器接在频率为50Hz的交流电源两端，则此次实验中小车运动的加速度的测量值a=_m/s2。（结果保留两位

12、有效数字）OF/Na/m×s-2AB丙乙3.90ABCDE8.7914.7021.60单位：cm实验时改变所挂钩码的质量，分别测量小车在不同外力作用下的加速度。根据测得的多组数据画出a-F关系图线，如图丙所示。此图线的AB段明显偏离直线，造成此现象的主要原因可能是 。（选填下列选项的序号）A小车与平面轨道之间存在摩擦 B平面轨道倾斜角度过大C所挂钩码的总质量过大 D所用小车的质量过大21（1）（6分）平衡小车运动中所受的摩擦阻力（2分） 0.99或1.0（2分） C（2分）三、探究动能定理太繁琐当练习用6.（11丰台一模）某实验小组采用如图所示的装置探究“合外力做功与速度变化的关系”

13、。实验时，先接通电源再松开小车，打点计时器在纸带上打下一系列点。小车所受到的拉力F为0.20N，小车的质量为200g。实验前，木板左端被垫起一些，使小车在不受拉力作用时做匀速直线运动。这样做的目的是（ ）A为了平衡摩擦力B增大小车下滑的加速度C可使得细绳对小车做的功等于合外力对小车做的功D可以用质量较小的砝码就可以拉动小车，以满足砝码质量远小于小车质量的要求同学甲选取一条比较理想的纸带做分析。小车刚开始运动时对应在纸带上的点记为起始点O，在点迹清楚段依次选取七个计数点A、B、C、D、E、F、G，相邻计数点间的时间间隔为0.1s。测量起始点O至各计数点的距离，计算计数点对应小车的瞬时速度、计数点

14、与O点之间的速度平方差、起始点O到计算点过程中细绳对小车做的功。其中计数点D的三项数据没有计算，请完成计算并把结果填入表格中。BCDEFGAO点迹OABCDEFGx/cm15.5021.6028.6136.7045.7555.7566.77v/(ms-1)0.6560.7550.9531.051v 2/(m2s-2)0.4300.5700.9081.105W/J0.04320.05720.0915 0.112W/J0.1200.1000.0800.0600.0400.02000.200.400.600.801.201.00v 2/(m2s-2)以W为纵坐标、以v 2为横坐标在方格纸中作出W-v

15、 2图象。B 、C、E、F四点已经在图中描出，请在图中描出D点，并根据描点合理画出图象。根据图象分析得到的结论 。同学乙提出利用上述实验装置来验证动能定理。如图所示是打点计时器打出的小车在恒力F作用下做匀加速直线运动的纸带，测量数据已用字母表示在图中。小车质量为m，打点计时器的打点周期为T。利用这些数据可以验证动能定理。MNxMxNxMN请你判断这种想法是否可行？如果不行，说明理由。如果可行，写出必要的分析与推理。5. AC （2分） 0.857、0.734、0.0734 （3分） 描点，将五点连成通过原点的直线（3分） W与v2成正比 （2分） 可行 （1分）从A到B的过程中，恒力做的功为W

16、MNFxMN （1分）物体动能的变化量为EkNEkMmvM2mvN2m()2m()2 （1分）有FxMN=，说明合外力做功等于物体动能变化，即验证了动能定理。（1分）5（8分）乙同学采用如图3所示的装置进行了有关“动能定理”研究的实验。 纸带 电火花计时器图3配重垫木 小车a按图3把实验器材安装好，不挂配重，反复移动垫木直到小车做匀速直线运动；b把细线系在小车上并绕过定滑轮悬挂质量为100g的配重，接通电源，放开小车，电火花计时器在被小车带动的纸带上打下一系列点。从某点A开始，此后在纸带上每隔4个点取一个计数点，依次标为B、C、D、；c测量出B、C、D、各点与A点的距离，分别记为x1、x2、x

17、3、；图400.10.20.30.40.51.0W/J2/(m2s-2)0.62.03.00.51.52.5d用配重受到的重力分别乘以x1、x2、x3、，得到配重重力所做的功W1、W2、W3、；(重力加速度g=9.80m/s2)e求出B、C、D、各点的速度大小，分别记为1、2、3、，再求出它们的平方12、22、32、；f用纵坐标表示速度的平方2，横坐标表示配重重力所做的功W，作出2W图象，并在图象中描出（Wi，i2）坐标点，再连成图线；（以下计算保留到小数点后两位） 在步骤d中，该同学测得x4=40.00cm，则配重重力所做的功W4= J； 该同学得到的2W图象如图4所示。通过图象可知，打A点

18、时对应小车的速度0 = _m/s； 小车的质量M= kg。 0.39；（2分） 0.50（0.450.55）；（3分） 0.30（0.290.31）；（3分）21.（1） CD（3分）0.83（3分）注意重锤重力势能的减少量转化为mM的动能W=4. （11海淀一模）“探究动能定理”的实验装置如图6所示，当小车在两条橡皮筋作用下弹出时，橡皮筋对小车做的功记为W0。当用4条、6条、8条完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次、第3次、第4次实验时，橡皮筋对小车做的功记为2W0、3W0、4W0，每次实验中由静止弹出的小车获得的最大速度可由打点计时器所打的纸带测出。关于该实验，下列说法正确的是木板打点计时器

19、纸带小车橡皮筋图6A打点计时器可以用直流电源供电，电压为46VB实验中使用的若干根橡皮筋的原长可以不相等C每次实验中应使小车从同一位置由静止弹出D利用每次测出的小车最大速度vm和橡皮筋做的功W，依次做出W-vm、W-vm2、W-vm3、W2-vm、W3-vm的图象，得出合力做功与物体速度变化的关系。E.实验时应使木板水平，保证小车在水平面上运动F.当小车速度达到最大时，橡皮筋处于伸长状态，小车在两个铁钉的连线处运动方向ABCDEO图7图7给出了某次在正确操作情况下打出的纸带，从中截取了测量物体最大速度所用的一段纸带，测得O点到A、B、C、D、E各点的距离分别为OA=5.65cm，OB=7.12

20、cm，OC=8.78cm，OD=10.40cm，OE=11.91cm，。已知相邻两点打点时间间隔为0.02s，则小车获得的最大速度vm= m/s。2. CD（3分）0.83（3分）纸带橡皮筋打点计时器 图平木板21（18分）（1）（6分）为探究力对同一个原来静止的物体所做的功与物体获得的速度的关系，可通过如图所示的实验装置进行：在木板上钉两个铁钉，将并接在一起的相同的橡皮筋的两端固定在铁钉的顶端，橡皮筋的中央都挂在小车前端上方的小挂钩上，通过拉动小车使橡皮筋伸长，由静止释放小车，橡皮筋对小车做功，再利用打点计时器和小车后端拖动的纸带记录小车的运动情况。现有主要的探究步骤如下：a保持小车由静止释

21、放的位置相同，通过改变并接在一起的相同橡皮筋的条数，使橡皮筋对小车做的功分别为W、2W、3W；b由打点计时器打出的若干条纸带分别求出小车各次运动的最大速度v1、v2、v3；c做出W-v图象；d分析W-v图象。如果W-v图象是一条直线，表明Wv；如果不是直线，可考虑是否存在Wv2、Wv3、W等关系。在实验中，除了图中已有的实验器材以及交流电源、导线、开关以外，还需要哪种测量工具？答： 。对于该实验，下列操作中属于实验要求的是 。（填写选项前的序号）A小车每次都应从静止开始释放B实验中应将平板倾斜适当角度以平衡摩擦力C应在纸带上选取点迹间隔均匀的部分计算小车的最大速度vD必须测量出小车的质量刻度尺

22、（3分）；ABC（3分）（说明：选对但不全的得2分，有选错的得0分）图12打点计时器复写纸接电源纸带夹重锤振针限位孔思、验证机械能守恒定律9.（09海淀一模）在“验证机械能守恒定律”的实验中，利用重锤拖着纸带自由下落通过打点计时器并打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律。 在实验过程中，下列的说法正确的是： 。A必须使用的测量仪器有：打点计时器、天平和刻度尺B纸带与打点计时器的两个限位孔要在同一竖直线上C实验中其他条件不变时，选用重锤质量的大小不影响实验的误差D选用纸带上任意两点的数据都可以验证机械能守恒定律 按图12所示安装好实验装置，正确进行实验操作，从打出的纸带中选出符合要求的纸带，如图13所示。图中O点为为打点起始点，且速度为零。BCDE图13h1h2h3AFGO选取纸带上打出的连续点A、B、C、，测出其中E、F、G点距打点起始点O的距离分别为h1、h2、h3，已知重锤质量为m，当地重力加速度为g，打点计时器打点周期为T。为验证此实验过程中机械能是否守恒，需要计算出从打下O点到打下F点的过程中，重锤重力势能的减少量Ep= ，动能的增加量Ek= （ 用题中所给字母表示 ）。系统误差总是使Ep Ek（填大于或小于）图14h/（×10-2m）v2/(m/s)2010.020.030.040.02.04.06.08.050.0 以各