与打点计时器相关的实验

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1、与打点计时器相关的实验对任何一个实验而言，实验原理始终是最重要的，我们对实验仪器有所了解之后，再来学习相关实验，可以更加突出实验原理的重要性.从打点计时器中可以直接测量的物理量是位移和时间，而间接测量的物理量是瞬时速度和加速度.①利用纸带　　　　　　②利用纸带，逐差法.如果纯粹从测速度这一点来看，光电门也不失为一种不错的选择.研究匀变速直线运动和探究功与物体速度变化的关系以及验证机械能守恒定律这三个实验都用到打点计时器.都需要测量速度.一、研究匀速直线运动例1、(2009·广东理科基础)“研究匀变速直线运动”的实验中，使用电磁式打

2、点计时器(所用交流电的频率为50Hz)，得到如图所示的纸带.图中的点为计数点，相邻两计数点间还有四个点未画出来，下列表述正确的是()图1421解析：在“研究匀变速直线运动”的实验中，实验时应先接通电源再放开纸带，A错.A.实验时应先放开纸带再接通电源B.(x6-x1)等于(x2-x1)的6倍C.从纸带可求出计数点B对应的速率D.相邻两个计数点间的时间间隔为0.02s变式训练1、(2009·上海卷)小明同学在学习了研究匀变速直线运动实验后，设计了一个测物体瞬时速度的实验，其装置如图所示.在小车上固定挡光片，使挡光片的前端与车头齐平、

3、将光电门传感器固定在轨道侧面，垫高轨道的一端.小明同学将小车从该端同一位置由静止释放，获得了如下几组实验数据.图1422实验次数不同的挡光片通过光电门的时间(s)速度(m/s)第一次Ⅰ0.230440.347第二次Ⅱ0.174640.344第三次Ⅲ0.116620.343第四次Ⅳ0.058500.342则以下表述正确的是()A．四个挡光片中，挡光片Ⅰ的宽度最小B．四个挡光片中，挡光片Ⅳ的宽度最小C．四次实验中，第一次实验测得的速度最接近小车车头到达光电门时的瞬时速度D．四次实验中，第四次实验测得的速度最接近小车车头到达光电门时的瞬

4、时速度解析：通过光电门的时间越短，挡光片的宽度越小，就越接近于瞬时速度．故答案为BD.变式训练3、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1423甲所示，图乙是打出的纸带的一段．图1423(1)已知打点计时器使用的交流电频率为50Hz，利用图乙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，还需要测量的物理量有________，用测得的量及加速度a表示阻力的计算式为f＝____________.(2)为了求出小车下滑过程中所受到的阻力，还需要测量

5、小车的质量m，斜面上任意两点间距离l和这两点间的高度差h.小车的受力情况如图所示.根据牛顿第二定律，mgsinθ-f=ma,而sinθ=h／l所以，f=mgh／l-ma.二、探究功与物体速度变化的关系例2、(2010·浙江杭州)如图1424所示，在“探究功与物体速度变化的关系”的实验中，下列说法正确的是()图1424解析：为了使橡皮筋所做的功等于合外力所做的功，因而要用重力沿斜面的分力来平衡摩擦力，因而要把长木板适当倾斜，A错误．小车在橡皮筋作用下不可能做匀加速直线运动，因为橡皮筋的拉力是一个变力，C错误．BD正确．A．为减小实验

6、误差，长木板应水平放置B．通过增加橡皮筋的条数可以使橡皮筋对小车做的功成整数倍增加C．小车在橡皮筋拉力作用下做匀加速直线运动，当橡皮筋恢复原长后小车做匀速运动D．应选择纸带上点距均匀的一段计算小车的速度变式训练3、某实验小组采用图所示的装置探究“功与物体速度变化的关系”，图中小车中可放置砝码，实验中，小车碰到制动装置时，钩码尚未到达地面，打点计时器工作频率为50Hz.图1425(1)实验的部分步骤如下：①在小车中放入砝码，把纸带穿过打点计时器，连在小车后端，用细线连接小车和钩码；②将小车停在打点计时器附近，__________，_

7、_______，小车拖动纸带，打点计时器在纸带上打下一列点，________；③改变钩码或小车中砝码的数量，更换纸带，重复②的操作．(2)图1426是钩码质量为0.03kg，砝码质量为0.02kg时得到的一条纸带，在纸带上选择起始点O及A、B、C、D和E五个计数点，可获得各计数点到O的距离x及对应时刻小车的瞬时速度v，请将C点的测量结果填在表1中的相应位置．图1426测量点x/cmv/(m·s－1)O0.000.35A1.510.40B3.200.45C________D7.150.54E9.410.60(3)在(2)的运动过程中

8、，对于钩码、砝码和小车组成的系统，________________做正功，________做负功．(4)实验小组根据实验数据绘出了图1427中的图线(其中Δv2＝v2－v)，根据图线可获得的结论是__________．要验证“功与物体速度变化的关系