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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 . 利用纸带 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，使用电磁式打点计时器(所用交流 电的频率为50Hz)，得到如图所示
2、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、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
3、实验数据.图1422实验实验 次 数不同的挡挡光 片通过过光电门电门 的时时 间间(s)速度(m/s)第一次0.230440.347第二次0.174640.344第三次0.116620.343第四次0.058500.342则以下表述正确的是( )A四个挡光片中，挡光片的宽度最小B四个挡光片中，挡光片的宽度最小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
4、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，mgsin-f=ma,而sin=hl所以，f=mghl-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
5、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，
6、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：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；将小车停在打点计时器附近，_， _，小车拖动纸带，打点计时器在纸带上 打下一列点，_；改变钩码或小车中砝码的数量，更换纸带，重 复的操作(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测测量点x/cmv/(ms1) O0.000.35 A1
7、.510.40 B3.200.45 C_ D7.150.54 E9.410.60(3)在(2)的运动过程中，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v2v2v)，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” 还需要测量的物理量是摩擦力和_解析：(1)接通电源；释放小车；断开开关(2) 5.06；0.49(3)钩砝的重力；小车受摩擦阻力(4)小车初末速度的平方差与位移成正比；小 车的质量三、验证机械能守恒定律例3、(重庆市2009年直属重点中学第2次联考)在“ 验证机械能守恒定律”的实验中，已知打点计时器 所用的
8、交流电的频率为50Hz，查得当地的重力加速 度g9.80m/s2，测得所用的重物的质量为1.00kg ，实验中得到一条点迹清晰的纸带如图1428所示 把第一个点记做O，另选连续的四个点A、B、C、D 作为测量的点图1428经测量知道A、B、C、D四个点到O点的距离分别 为62.99cm、70.14cm、77.76cm、85.37cm.根据以上数据可知重物由O点运动到C点，重力势能的 减少量等于_J；动能的增加量为 _J(取三位有效数字)变式训练4、如图图1429 所示，两个质质量各为为m1 和m2的小物块块A和B，分别别系在一条跨过过定滑 轮轮的软绳软绳 两端，已知m1m2，现现要利用此装置
9、验证验证 机械能守恒定律(1)若选选定物块块A从静止开始下落的过过程中进进行 测测量，则则需要测测量的物理量有_图1429物块块的质质量m1、m2；物块块A下落的距离及下落这这段距离所用的时间时间 ；物块块B下落的距离及下落这这段距离所用的时间时间 ；绳绳子的长长度(2)为为提高实验结实验结 果的准确程度，某小组组同学对对此 实验实验 提出以下建议议：绳绳的质质量要轻轻；在“轻质绳轻质绳 ”的前提下，绳绳子越长长越好；尽量保证证物块块只沿竖竖直方向运动动，不要摇摇晃；两个物块块的质质量之差要尽可能小以上建议议中确实对实对 提高准确程度有作用的是 _(3)写出一条上面没有提到的对对提高实验结实验
10、结 果准确程 度有益的提议议：_.解析：(1)通过连结在一起的A、B两物体验证机械能守恒定律，即验证系统的势能变化与动能变 化是否相等，A、B连结在一起，A下降的距离一 定等于B上升的距离；A、B的速度大小总是相等 的，故不需要测量绳子的长度，A下降、B上升的距离及时间只需测一个(2)如果绳子质量不 能忽略，则A、B组成的系统势能将有一部分转化为绳子的动能，从而为验证机械能守恒定律带 来误差；若物块摇摆，则两物体的速度有差别， 为计算系统的动能带来误差；绳子长度和两个物 块质量差应适当 (3)多次取平均值可减少测量误差，绳子伸长 量尽量小，可增加测量的高度的准确度答案：(1)或 (2) (3)例如：“对同一高度进行多次测量取平均 值”，“选取受力后相对伸长尽量小的绳子” 等等
