1、 你的首选资源互助社区专题十、实验（一）：打点计时器和纸带的处理一、典例精析：例 1、某同学在做“测定匀变速直线运动的加速度 ”实验时，从打下的若干纸带中选出了如图所示的一条（每两点间还有 4 个点没有画出来） ，图中上部的数字为相邻两个计数点间的距离。打点计时器的电源频率为 50Hz。由这些已知数据计算：该匀变速直线运动的加速度 a=_1.93_m/s2。与纸带上 D 点相对应的瞬时速度 v=_1.39_ m/s。 （答案均要求保留 3 位有效数字）例 2、小明同学在学习了 DIS 实验后，设计了一个测物体瞬 时速度的实验，其装置如下图所示。在小车上固定挡光片，使 挡光片的前端与车头齐平、
2、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。则以下表述正确的是（D）四个挡光片中，挡光片 I 的宽度最小四个挡光片中，挡光片的宽度最小四次实验中，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时速度A B C D例 3、 “研究匀变速直线运动”的实验中，使用电磁式打点计时器(所用交流电的频率为 50Hz)，得到如图8 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（C）A实验时应先放开纸带再接通电源B(S 6 一 S1)等
3、于(S 2 一 S1)的 6 倍C从纸带可求出计数点 B 对应的速率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 I 0.23044 0.347第二次 0.17464 0.344第三次 0.11662 0.343第四次 0.05850 0.342O A B C D E F5.00 7.10 9.10 10.81 12.70 15.10 单位： 你的首选资源互助社区甲t /sv /m/s乙D相邻两个计数点间的时间间隔为 002s 例 4、在做“研究匀变速直线运动 ”的实验时，某同学得到一条用电火花计时器打下的纸带如图甲所示，并在其上取了 A、B、C、D、E、F、G 7 个计
4、数点，每相邻两个计数点间还有 4个点图中没有画出，电火花计时器接 220V、 50Hz 交流电源。他经过测量并计算得到电火花计时器在打 B、C、D、E、F 各点时物体的瞬时速度如下表：对应点 B C D E F速度（m/s） 0.141 0.180 0.218 0.262 0.301（1）设电火花计时器的周期为 T，计算 VF的公式为 VF=_ _； Td046（2）根据（1）中得到的数据，以 A 点对应的时刻为 t=0，试在图乙所示坐标系中合理地选择标度，作出 vt 图象，并利用该图象求物体的加速度 a=_0.40_m/s2； （3）如果当时电网中交变电流的电压变成 210V，而做实验的同学
5、并不知道，那么加速度的测量值与实际值相比_不变_（选填：“偏大” 、“偏小”或“不变” ） 二、巩固练习1、测定木块与长木板之间的动摩擦因数时，采用 如图所示的装置，图中长木板水平固定（1 ）实验过程中，电火花计时器应接在 （选填“直流”或“交流” ）电源上调整定滑轮 高度，使 （2 ）已知重力加速度为 g，测得木块的质量为 M，砝码盘和砝码的总质量为 m，木块的加速度为 a，则木块与长木板间动摩擦因数 = （3 ）该实验要减少误差需注意哪几点？（4 ）如图为木块在水平木板上带动纸带运动打出的一条纸带的一部分，0 、1、2、3、4 、5、6 为计数点，相邻两计数点间还有 4 个打点未画出从纸带
6、上测出x1=3.20cm，x 2=4.52cm，x 5=8.42cm，x 6=9.70cm则木块加速度大小 a= m/s2(保留两位有效数字)（1 ）交流（1 分） 细线与长木板平行0 1 2 3x1 x2 x54 65x6砝码盘 砝码木块 纸带 电火花计时器第 10 题图 你的首选资源互助社区（2） ()mgMa （3 ）木板要水平；拉钩码的线要平行于木板，纸带和限位孔的摩擦应尽量小，砝码应要稍重一些（4）1.32、 “探究加速度与物体质量、物体受力的关系”的实验装置如图甲所示。（1）在小车某次运动过程中，打出了一条纸带如图乙所示。计时器打点的时间间隔为 0.02s，从比较清晰的点起，每 5
7、 个点取一个计数点，并量出了相邻计数点之间的距离。该小车的加速度 a= m/s2.（结果保留三位有效数字）（2 ）一组同学先保持盘及盘中的砝码质量 m 一定，探究加速度与小车（包括车中砝码）质量 M 的关系，以下做法正确的是 （ ）A平衡摩擦力时，应将盘及盘中的砝码用细绳通过定滑轮系在小车上B每次改变小车的质量时，不需要重新平衡摩擦力C实验时，先放开小车，再接通打点计时器电源D小车运动的加速度可根据 m 以及 M，直接用公式 a= mg求出。（3 ）在保持持小车及车中的砝码质量 M 一定，探究加速度与所受合外力的关系时二位同学根据各自的实验数据分别作出的 aF 图线如图甲、乙所示，对这两图的分
8、析正确的是 （ ）A甲图图线不通过原点，可能是因为计算 F 时未计入砝码盘的 重力；B甲图图线不通过原点，可能是因为没有平衡摩擦力；C乙图图线的弯曲部分，是因为小车的质量太大。D乙图图线的弯曲部分，是因为盘中的砝码总质量太大。（1 ） 1.66（或 1.65） （2）B （3 ）AD3、科学规律的发现离不开科学探究，而科学探究可以分为理论探究和实验探究。下面我们追寻科学家的研究足迹，用实验探究恒力做功和物体动能变化间的关系。某同学的实验方案如图所示，该同学想用钩码的重力表示小车受到的合外力，为了减小这种做法带来的实验误差，你认为在实验中还应该采取的两项 措施是：a ；b ；如图所示是某次实验中
9、得到的一条纸带，其 中A、 B、C、D、 E、F 是计数点。两相邻计数点间的时 间间隔为 T，距离如图。要验证合外力的功与动能变化间的 关系，除位移、速度、重力加速度外，还必须知道或测出的 物理量有 ；写 出B、E 两计数点间恒力 做功和物体动能变化间的关 系式 。 你的首选资源互助社区(1) a.平衡摩擦力（1 分） b.钩码的质量远小于小车的总质量 钩码的质量和小车的总质量 21254432 )()(21)( TxMTxxxmg 4、用自由落体法验证机械能守恒定律的实验中：（1 ）运用公式 mv2/2=mgh 对实验条件的要求是 _.（2 ）若实验中所用重锤的质量 m=1 kg.打点纸带如
10、图所示，打点时间间隔为 0.02 s，则记录 B 点时，重锤速度 vB=_，重锤动能 Ek=_，从开始下落起至 B 点时重锤的重力势能减少量是_，由此可得出的结论是_.（3 ）根据纸带算出相关各点的速度 v，量出下落距离 h，则以 v2/2 为纵轴、以 h 为横轴画出的图象应是图 565 中的（ ）图 565（1 ）物体从静止开始自由下落 （2 ）0.79 m/s 0.31 J 0.32 J 在误差允许的范围内机械能守恒 （3 ）C5、某同学利用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律弧形轨 道末端水平，离地面的高度为 H。将钢球从轨道的不同高度 h处静止释放， 钢球的落点距轨道末端的水平距离为
11、s(1)若轨道完全光滑， s2与 h的理论关系应满足 s2 (用 H、 h表 示)(2)该同学经实验测量得到一组数据，如下表所示：h(10 m) 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00s2 (10 )2.62 3.89 5.20 6.53 你的首选资源互助社区请在坐标纸上作出 s2-h关系图(3)对比实验结果与理论计算得到的 s2-h关系图线(图中已画出)，自同一高度静止释放的钢球，水平抛出的速率 (填“小于”或“大于”)理论值 (4)从 s2-h关系图线中分析得出钢球水平抛出的速率差十分显著，你认为造成上述偏差的可能原因是 解析：（1）根据机械能守恒，可得离开轨道时速度为，由平抛
12、运动知识可求得时间为 ，可得gh2gH2 .Hhvts4（2 ）依次描点，连线，注意不要画成折线。（3 ）从图中看，同一 h 下的 s2 值，理论值明显 大于实际值，而在同一高度 H 下的平抛运动水平射程由水 平速率决定，可见实际水平速率小于理论速率。（4 ）由于客观上，轨道与小球间存在摩擦，机 械能减小，因此会导致实际值比理论值小。小球的转动也 需要能量维持，而机械能守恒中没有考虑重力势能转化成转动能的这一部分，也会导致实际速率明显小于“理论”速率（这一点，可能不少同学会考虑不到）012345672468101214h/10-1mS2/10-1m2理论012345672468101214h/10-1mS2/10-1m2理论实验
