高考物理复习专题练习使用打点计时器研究匀变速直线运动

专题04 练习使用打点计时器研究匀变速直线运动（测）

【满分：110分时间：90分钟】

实验题（共10小题，每题11分）

1．如图所示为测量做匀加速直线运动小车的加速度的装置，将宽度均为b的挡光片A、B固定在小车上，测得二者间的距离为d。

（1）当小车匀加速经过光电门时，测得两挡光片先后经过的时间

1

t∆和2t∆，则小车加速度a=。

（2）为减小实验误差，可采取的方法是。

A．增大两挡光片宽度b B．减小两挡光片宽度b

C．增大两挡光片间距d D．减小两挡光片间距d

【答案】（1）2

22

21

11

]

(

2)()

b

a

d t t

=-

[；（2）BC

（2）b越小，所测的平均速度越接近瞬时速度，d越大初速度与末速度差距越大，速度平方差越大，相对误差越小．故为减小实验误差，

可采取的方法是减小两挡光片宽度b或增大两挡光片间距d，故BC正确。

【名师点睛】本题应掌握光电门测量滑块瞬时速度的原理，正确进行误差分析，是考查学生综合能力的好题。

2．某同学通过实验测小车加速度时，用50Hz打点计时器打出纸带如图所示，经测量

x1=1.560cm，x3=4.802cm，x5=8.204cm

（1）每相邻两点的时间间隔是________s

（2）实验中应该先_______，后______（填字母 a、释放小车；b、接通打点计时器）（3）打点4时对应小车速度的大小为________m/s，小车的加速度为________m/s2（结果保留

2位有效数字）

【答案】（1）0.02s （2）b ；a （3）0.83/m s ， 21.0/m s

【名师点睛】根据匀变速直线运动的推论公式2x aT ∆=可以求出加速度的大小，根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度，可以求出打纸带上4点时小车的瞬时速度大小。

3．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所示，并在其上取了A 、B 、C 、D 、E 、F 、G 7个计数点，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220 V 、50 Hz 交流电源。

（1）设电火花计时器的周期为T ，计算F 点的瞬时速度v F 的公式为v F ＝________；

（2）若电火花计时器的周期为T =0.02s ，各个间距的数值如下表，求出物体的加速度a ＝________ m/s 2（结果保留两位有效数字）；

（3）如果当时电网中交变电流的实际电压为210 V ，而做实验的同学并不知道，那么加速度的测量值与实际值相比______（填“偏大”、“偏小”或“不变”）。

【答案】（1）T

d d v F 1046-=（2）2/51.0s m （3）不变 【解析】（1）F 点是EG 的中间时刻点，根据匀变速直线运动的规律平均速度等于中间时刻的瞬时速度可以求出F 点的瞬时速度，每两个计数点之间的时间间隔为5T ，E 到G 的时间为10T ，所以T

d d v F 1046-=；（2）通过逐差法求解加速度，

()

222

2362336/51.002.022510)55.3265.11(2252)5(9)(s m T d d T d d d a ≈⨯⨯⨯-=-=--=-；（3）电压变化不会影响交流电的频率，不会影响打点计时器的周期，所以加速度的测量值与实际值相比不变。

【名师点睛】匀变速直线运动的规律中间时刻的瞬时速度等于这段时间的平均速度，逐差法求加速度，打点计时器的周期会影响加速度的变化。

4．用打点计时器测量物体自由落体运动的加速度时，得到如图所示的一段纸带，测得AB=6. 65 cm ，BC=8.17 cm 。已知打点计时器所接交流电频率是50 Hz ，A 与B 之间及B 与C 之间还有一计时点，则打B 点时物体的瞬时速度为____ m/s ，测得的加速度为m ／s 2

。如果实验测出的重力加速度值比公认值偏小，可能的原因是 （任意写一条即可）。（计算结果均保留两位小数）

【答案】1.85；9.50；下落过程中有存在阻力

【名师点睛】纸带实验中，若纸带匀变速直线运动，测得纸带上的点间距，利用匀变速直线运动的推论，可计算出打出某点时纸带运动的瞬时速度，根据匀变速直线运动的推论公式2x aT =可以求出加速度的大小，了解整个实验装置，分析物体下落过程中的受力情况，去找出误差的来源。

5．某同学用打点计时器测量做匀加速直线运动的物体的加速度，电源频率f ＝50 Hz. 在纸带上打出的点中，选出零点，每隔4个点取1个计数点，因保存不当，纸带被污染，如图所示，A 、B 、C 、D 是依次排列的4个计数点，仅能读出其中3个计数点到零点的距离：x A ＝16.6 mm ，x B ＝126.5 mm ，x D ＝624.5 mm.

若无法再做实验，可由以上信息推知：

（1）相邻两计数点的时间间隔为________s ；

（2）打C 点时物体的速度大小为________m /s （取2位有效数字）；

（3）物体的加速度大小为________（用x A 、x B 、x D 和f 表示）．

【答案】（1）0.1；（2）2.5；（3）275

23f x x x A B D +-。

【名师点晴】纸带污损后，ABCD四个点仍是相邻的四个计数点，这为我们的计算带来了便利，最后一问表示加速度的大小时，要求不能有x C的位置，需要我们将x C的大小用其他的位置表示出来，再代入即可。

6．如图所示为某中学物理课外学习小组设计的测定当地重力加速度的实验装置，他们的主要操作如下：

①安装实验器材，调节试管夹（小铁球）、光电门和纸杯在同一竖直线上；

②打开试管夹，由静止释放小铁球，用光电计时器记录小铁球在两个光电门间的运动时间t，并用刻度尺（图上未画出）测量出两个光电门之间的高度h，计算出小铁球通过两光电门间的平均速度v；

③固定光电门B的位置不变，改变光电门A的高度，重复②的操作．测出多组（h，t），计算出对应的平均速度v；

④画出v-t图像