2027高中物理必修第一册（高一）实验针对训练1　实验：测量纸带的平均速度和瞬时速度

实验针对训练(一)实验：测量纸带的平均速度和瞬时速度1．(6分)用电火花计时器(或电磁打点计时器)打出了一条纸带，已知计时器打点的时间间隔为0.02s，按打点先后顺序每五个点取一个计数点，得到了O、A、B、C、D几个计数点，如图所示，则相邻两个计数点之间的时间间隔为________s。用刻度尺量得OA＝1.50cm,AB＝1.90cm，BC＝2.30cm，CD＝2.70cm。由此可知，纸带运动速度______(选填“增大”“减小”或“不变”)，打C点时纸带的速度大小为________m/s。2．(8分)(1)电磁打点计时器使用的电源是______(选填“交流8V”或“交流220V”)电源。实验室使用我国民用电(频率50Hz)时，如果每相邻的计数点间还有四个点未标出，则相邻两个计数点的时间间隔为______。(2)在“练习使用打点计时器”的实验中，某同学选出了一条清晰的纸带，并取其中的A、B、C、D、E、F、G七个点进行研究，这七个点和刻度尺标度对应的位置如图所示。可求出A点到D点的距离是________cm。(3)由实验数据可得A点到D点的平均速度是____________m/s，B点的瞬时速度是________m/s(结果均保留两位有效数字)。3．(8分)在“用打点计时器测速度”的实验中，电源频率为50Hz,一条记录小车运动情况的纸带如图甲所示，在其上取A、B、C、D、E五个计数点，每相邻两个计数点之间还有四个点没有画出。(1)由纸带上的数据计算vB＝______m/s，vC＝________m/s，vD＝________m/s。(2)在如图乙所示坐标系中作出小车的v-t图像(以A点为计时起点)。4．(8分)光电计时器是一种研究物体运动情况的常用计时仪器，其结构如图甲所示，a、b分别是光电门的激光发射和接收装置，当有物体从a、b间通过时，光电计时器就可以显示物体的挡光时间。现利用图乙所示装置测量滑块的速度，图中MN是水平桌面，Q是木板与桌面的接触点，1和2是固定在木板上适当位置的两个光电门，与之连接的两个光电计时器没有画出。实验时，让滑块从木板的顶端滑下，光电门1、2各自连接的光电计时器显示的挡光时间分别为1.0×10-2s和4.0×10-3s。滑块的宽度d＝1.010cm。(1)滑块通过光电门1时的速度v1＝______m/s,通过光电门2时的速度v2＝______m/s(结果保留两位有效数字)。(2)由此测得的瞬时速度v1和v2只是一个近似值，它们实质上是滑块通过光电门1、2时的________，要使瞬时速度的测量值更接近于真实值，可将滑块的宽度________一些。5．(6分)用气垫导轨和数字计时器更能精确地测量物体的瞬时速度。如图所示，滑块在牵引力作用下先后通过两个光电门，配套的数字计时器记录了遮光条通过第一个光电门的时间为Δt1＝0.19s，通过第二个光电门的时间为Δt2＝0.05s，遮光条的宽度为2.0cm。下列问题(2)、(3)中计算结果均保留到小数点后两位。(1)滑块经过光电门的速度可用遮光条挡光时间内的____________(选填“平均速度”或“瞬时速度”)表示。(2)滑块经过第一个光电门的速度大小为________m/s。(3)滑块经过第二个光电门的速度大小为________m/s。实验针对训练(一)1．解析：相邻计数点间时间间隔为T＝5×0.02s＝0.1s由题中给出的数据知，相同时间内纸带运动的距离变大，则纸带做加速运动，纸带运动速度增大。打C点时纸带的速度大小v＝xBD2T＝(2.30+2.答案：0.1增大0.252．解析：(1)电磁打点计时器使用的电源是交流8V电源。实验室使用我国民用电(频率50Hz)时，打点周期为0.02s，如果每相邻的计数点间还有4个点未标出，则相邻两个计数点的时间间隔为0.1s。(2)A点到D点的距离是4.10cm。(3)A点到D点的平均速度vAD＝xADtAD＝4.10×B点的瞬时速度vB＝vAC＝xACtAC＝2.50×10答案：(1)交流8V0.1s(2)4.10(3)0.140.133．解析：(1)电源的频率为50Hz，则每打两个点之间的时间间隔为T＝0.02s，由每相邻两个计数点之间还有四个点没有画出，可得相邻两个计数点之间的时间间隔t＝5T＝0.10s。在计算打下各点小车的瞬时速度时，可以用与该点相邻的两个计数点间的平均速度表示打下该点时小车的瞬时速度。打B点时小车的速度为vB＝xAC2t＝13.80打C点时小车的速度为vC＝xBD2t＝30.15−3.750打D点时小车的速度为vD＝xCE2t＝52.80−13.800.(2)根据计算出的小车在各计数点的速度描点、连线，可得小车的v⁃t图像如图所示。答案：(1)0.6901.321.95(2)见解析图4．解析：(1)v1＝dt1＝1.010×10−2m1.0×10−2s≈1.0(2)v1、v2实质上分别是滑块通过光电门1、2时的平均速度，要使瞬时速度的测量值更接近于真实值，可将滑块的宽度减小一些。答案：(1)1.02.5(2)平均速度减小5．解析：(1)由于滑块经过光电门时遮光条的挡光时间较