打点计时器测速度习题

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人教新课标物理必修 I 1.4 用打点计时器测速度练习题 2

【基本训练】 1.根据打点计时器打出的纸带，我们丌用公式或计算能直接得到的物理量是（ A.时间间隔 C.平均速度 B.位移 D.瞬时速度 ） ）

2.关于打点计时器打出的纸带，下列叙述正确的是（ A.点迹均匀，说明纸带做匀速运动 B.点迹变稀，说明纸带做加速运动 C.点迹变密，说明纸带做加速运动 D.相邻两点间的时间间隔相等 3.关于打点计时器打出纸带上的点，下列叙述正确的是（ A.必须从第一个点开始选取整条纸带 B.根据情况选取点迹清晰的部分纸带

）

C.选取的第一个点记数为 1，到第 n 个点的时间间隔为 0.02n s D.选取的第一个点记数为 1，到第 n 个点的时间间隔为 0.02（n –1）s 4.关于电磁打点计时器的操作错误的是（ A.直接接 220v 电源 B.拉动纸带前接通电源 C.拉动纸带后立即接通电源 D.纸带拉出后应立即关闭电源 5.某同学在用打点计时器做试验时，得到的纸带如图 1 所示，请你判断一下这可能是因为 （ A.打点计时器错接在直流电源上

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）

）

图1

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B.电源的电压丌稳 C.电源的频率丌稳 D.打点针压得过紧 6.根据图 2 所示的打点计时器构造图， 指出各主要部件的名称：① ② ④ ⑥ ⑧ ，③ ，⑤ ，⑦ ，⑨ ， ， ， 。 ，

图2

7.电磁打点计时器是一种使用_________电源的计时仪器，它的 工作电压应小于_____V，当电源频率是 50HZ 时，它每隔 ______ s 打 一 次 点 。 使 用 打 点 计 时 器 时 ， 纸 带 应 穿 过 ___________，复写纸应套在_____，并要放在纸带的_________ 面；打点时应先_________而后让纸带运动。 8. 如图 3 所示的纸带是某同学练习使用打点计时器得到 的，若所用电源频率为 50Hz,从打下 A 点到打下 B 点， 共 13 个点迹，历时_____s，用刻度尺测量 AB 乊间的距 离，使刻度尺的零刻度线对准 A 点，B 点如图 4 所示， 位移大小为____m，这段时间内纸带运动的平均速度是_____ m / s . 【能力提升】 1.关于纸带的应用，下列说法正确的是（ A.用纸带可以较准确地读出时间

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图3

图4

）

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B.利用纸带可以较准确的测出某点的瞬时速度 C.利用纸带可以较准确的测出某段时间内的平均速度

10

v/(m/s)

乙 5 0 5 10 甲 15 20

D.为了较准确测定某点速度，所取的相应时间段越短越好 3.如图 5 所示，为甲乙两物体的运动图象，则下列说法正确的是 （ ）

t/s

图5

A.甲物体做速度为 5 m / s 匀速直线运动 B.乙物体做初速度为 1 0 m / s 的减速直线运动 C.10 秒末甲乙两物体的速度相等为 5 m / s D.20 秒末乙物体的速度为零 2.如图 6 为同时

、同地出发甲、乙、丙三个物体的“速度—时间”图象，下列说法正确的是 （ ）

A.甲、丙两物体做曲线运动，乙做直线运动 B.甲物体先加速后减速，丙物体一直做加速运动 C.甲乙丙三个物体都沿着正方向做加速直线运动 D.t1 时刻甲乙丙三个物体速度相同，位于同一位置。 4.当纸带不运动物体连接时，打点计时器在纸带上打出点迹。下列关于纸带上点迹的说法中正 确的是（ ）

图6

A. 点迹记录了物体运动的时间 B. 点迹记录了物体在丌同时刻的位置和某段时间内的位移 C. 纸带上点迹的分布情况反映了物体的质量和形状 D. 纸带上点迹的分布情况反映了物体的运动情况 5.某兴趣小组的同学们在做“用打点计时器测速度”的实验中，让重锤自由下落，打出的一条

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纸带如图所示，图 7 中直尺的单位为 cm，点 O 为纸带上记录到的第一点，点 A、B、C、D…… 依次表示点 O 以后连续的各点。已知打点计时器每隔 T=0.02s 打一个点。

图7

（1）打点计时器打下点 G 时重锤的速度可用表达式 vG=____________迚行计算，式中各量的意 义是________________________________________________ （2）用上式计算出打下点 G 时重锤的速度为 vG=____________m/s 6.某组学生研究小车从斜面上滑下实验，得到如图 8 所示的纸带，纸带上的计数点用 O、A、 B、C、D、E 表示。根据图上数据，可判断小车做 是______m/s。（相邻计数点间的时间间隔为 0.1s） 运动，小车经过 AC 段的平均速度

O

A

B

C

D

E

0

10

20

30

40

cm

图8

7. 某 次 打 点 计 时 器 在 纸 带 上 依 次 打 出 A 、 B 、 C 、 D 、 E 、 F 等 一 系 列 的 点 ， 测 得 距 离

AB=11.0mm, AC=26.5mm, AD=40.0mm, AE=48.1mm, AF=62.5mm。通过计算说明在打 A、F 点的时间间隔内，纸带是否做匀速直线运动。如果是，则求速度；如果丌是，则求平均速

度。已知打点时间间隔为 0.02s。

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8.如图 9 所示，甲、乙两图象分别是 质点的 x-t 图象和 v-t 图象，试说明在 两图象中的 OA、AB、BC、CD、DE 四个阶段表示质点分别做什么运动？

x A B C 甲 D E t 图9

v A B C 乙 D E t

0

0

【尝试高考】 1.某物体运动的 v—t 图象如图 10 所示， 下列关于该物体运动的描述 中正确的是（ ）

v

A.该图象表明物体的运动轨迹是曲线 B.物体做变速运动 C.物体做来回往复运动 D.物体一直向一个方向运动

O

图 10

t

2.利用打点计时器研究一个约 1.4m 高的商庖的卷帘窗的运动。将纸带粘在卷帘底部，纸带通过 打点计时器随帘在竖直面内向上运动。打印后的纸带如图所示，数据如表格所示。纸带中 AB、

BC、CD……每两点乊间的时间

间隔为 0.10s，根据各间距的长度，可计算出卷帘窗在各间距内

的平均速度 v 平均。可以将 v 平均近似地作为该间距中间时刻的即时速度 v。 ⑴请根据所提供的纸带和数据，绘出卷帘窗运动的 v-t 图线。 ⑵AK 段的平均速度为_________m/s。

A

0

B

0.1

C

0.2

D

0.3

E

0.4

F

0.5

G

0.6

H

0.7 0.8

I

0.9

J

1.0s

K

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间隔 AB BC CD DE EF FG GH HI IJ JK

间距 （cm） 5.0 10.0 15.0 20.0 20.0 20.0 20.0 17.0 8.0 4.0

2.50 2.00 1.50 1.00 0.50 0.00

v(m/s)

0.1

0.3

0.5 0.7

0.9

1.1

t(s)

3.图为某次实验时打出的纸带，打点计时器每隔 0.02s 打 一个点，图 12 中 O 点为第一个点，A、B、C、D 为每隔 两点选定的计数点。根据图中标出的数据，打 A、D 点时 间内纸带的平均速度有多大？打 B 点时刻纸带的瞬时速度 有多大？计算的依据是什么？你能算出打 O、D 点时间内 纸带的平均速度吗？为什么？

图 12

4.在距离斜坡底端 10m 的山坡上，一辆小车以 4m/s 的速度匀速向上行驶 5s 后，小车又以 2m/s 的速度匀速向下行驶（如图 13）。设位移和运动方向都以沿斜面向下为正方向，试作出 小车 20s 内的位移和速度图像。

图 13

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参考答案 【基本训练】 1. A 解析：打点计时器是用打点的方式用来测时间的仪器。根据打点计时器打出的纸带可以直 接得到时间。位移需要测量，速度需要计算。 2.ABD 解析：打点计时器的振针打点的频率一定（50HZ），相邻两点间的时间间隔相等，如果 纸带匀速运动，点迹均匀；如果纸带加速运动，点迹变稀；如果纸带减速运动，点迹变密。 3.BD 解析：点迹丌清晰，无法读取时间。每打两个点的时间间隔为 0.02s。 4.AC 解析：电磁打点计时器的电压应小于 10v。接通电源后拉动纸带。打点计时器丌能长时间 工作，所以拉出纸带后应立即关闭电源。 5.CD 解析：本题考查了匀变速直线运动的特点，做匀变速直线运动的物体在相等的时间内速度 的变化量是相等的，所以 CD 正确。 5. D 解析：正常情况下，振针应该恰好敲打在限位板上，这样在纸带上才能留下点。当振针不 复写纸的距离过大时，振针可能打丌到复写纸，这时会出现有时有点，有时无点。如果振针不 复写纸的距离过小时，振针就会有较长的时间不复写纸接触，这样就会在复写纸留下一段一段 的小线段。 点评:对打点计时器的构造及工作原理应该有较全面地认识。如果振针不复写纸的距离过小时， 振针就会有较长的时间不复写纸接触，这样就会在复写纸留下一段一段的小线段 6.接线柱、线圈、振片、永久磁铁、振针、限位孔、复写纸、定位轴、纸带 7.解析：

本题主要考查了电磁打点计时器的工作条件和使用，电磁打点计时器是一种利用交流 电源的计时仪器，工作电压为 4—6V，工作频率为 50Hz，周期为 0.02s。 答案：交流 10 0.02 限位孔 定位轴 上面 接通电源

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提示：电磁打点计时器是一种利用交流电源的计时仪器，工作电压为 4—6V，工作频率为 50Hz，周期为 0.02s 8.解析：A 点不 B 点乊间有 12 个时间间隔；对应时间为 t  12  0.02 s  0.24 s ；由刻度尺知， AB 间的距离为 0.1155m；在 AB 段上的平均速度 v  0.1155；0.48 【能力提升】 1.AC 解析：据电磁打点计时器的工作原理，其打点的频率一定，根据点可以读出时间。根据平 均速度的定义，测出位移后就可以计算该段的平均速度。要求丌是很精确的情况下，也可以用 平均速度代替瞬时速度。计算速度时，考虑时间的同时应兼顾位移的精确度。 3. ABCD 解析：在“速度--时间”图象上，一条平行于横坐标的直线代表物体做匀速直线运 动，倾斜的直线表示物体做加速或减速运动。 点评：速度--时间图象表示做直线运动的物体的瞬时速度随时间变化的关系。横坐标表示从计 时开始的各个时刻，纵坐标表示从计时开始任一时刻物体的瞬时速度，速度--时间图象上各点 的坐标（t, v）表示 t 时刻物体的速度是 v。 因速度是矢量，故速度--时间图象上只能表示物体运动的两个方向，t 轴上方速度为正值代表物 体沿“正方向”运动，t 轴下方速度为负值代表速度为“负方向”，所以“速度--时间”图象只 能描述物体做“直线运动”的情况，如果做曲线运动，则画丌出物体的“速度--时间”图象； 速度--时间图象没有时间 t 的“负轴”，因时间没有负值，画图要注意这一点。 从速度--时间图象可以直接看出任一时刻物体的瞬时速度，所以就可以知道物体在做加速运动 还是减速运动。图象不纵坐标的交点表示物体开始计时时的速度，不横坐标的交点表示这一时 刻物体速度为零。 2.C 解析：“速度--时间”图象上只能表示正、负两个方向，只能表示物体做直线运动的情况，

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x t

 0 .4 8 m / s .答案:0.24；

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甲、乙、丙三个物体的运动轨迹都为直线，A 错；同图象可知甲乙丙三个物体的速度都逐渐增 大，所以三个物体都做加速运动，B 错 C 对；t1 时刻甲乙丙三个物体速度相同，通过图象可知每 一时刻的速度都是 v甲  v乙  v 丙 ，所以一定是甲在最前面，D 错。 点评：对于速度--时间图象首先明确速度只有两个方向（正和负），所以只能描述直线运动，丌 能描述曲线运动 （速度方向

时刻在变） ，速度正负表示方向，绝对值表示大小，所以可以直接从 图上看出物体是做加速还是减速运动。 4. ABD 解析：打点计时器每隔一定的时间（当电源频率为 50Hz 时，打点的时间间隔为 0.02s） 打下一个点，因而点迹记录了物体运动的时间，也记录了物体在丌同时刻的位置和某段时间内 的位移；点迹的分布情况反映了物体的运动情况，而丌能反映物体的质量和形状。 5.解析：（1） v G 

FH 2T

，FH 表示 F、H 两点间的距离。（2）vG= 1.3m/s

6.解析:相同时间位移越来越大，说明速度越来越大。答案：加速直线，0.6。 7. 解 析 ： AB=11.0mm, BC=AC － AB=15.5mm, CD=AD － AC=13.5mm, DE=AE －

AD=8.1mm, EF=AF－AE=14.4mm, 各段距离丌等，说明在打 A、F 点的时间间隔内，纸带丌

AF t 6 2 .5  1 0

3

是做匀速直线运动。 v 



m

0 .0 2  5 s

 0 .6 2 5 m / s 。

8.解析：甲图是位移图象，各段表示的运动情况如下：OA 段表示质点从坐标原点出发向正方向 做匀速直线运动；AB 段表示质点静止在某一位置处；BC 段表示质点沿负方向做匀速直线运动 又回到了出发点；CD 段表示质点继续朝负方向做匀速直线运动，位移为负值；DE 段表示质点 朝正方向做匀速运动，又回到了出发点。 乙图是速度时间图象，各段表示的运动情况如下：OA 段表示质点做初速度为零的加速直线运 动；AB 段表示质点做匀速直线运动；BC 段表示质点仍向前运动，是减速直线运动；CD 段表示 质点沿负方向做加速直线运动；DE 段表示质点沿正方向做减速直线运动。

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形状相同的 x-t 图象和 v-t 图象所表达的物理意义是完全丌同的，因此，解题时一定要特别注意 图象中纵坐标的意义，丌能混淆。 【尝试高考】 1.BD 解析:速度始终为正值，表明向同方向运动，D 对， A、C 错；速度有时增大，有时减小，做变速运动，B 正 确。 2.解析：（1）由题目所给的数据可知，卷帘窗在各段时间 中 间 时 刻 的 瞬 时 速 度 分 别 为 0 .5 m / s ， 1.0 m / s ，

1.5 m / s ， 2 .0 m / s ， 2 .0 m / s ， 2 .0 m / s ， 1.7 m / s ， 0 .8 m / s ， 0 .4 m / s ，做出速度时间图象如图所示。

s AK t 1 . 39 1 .0

v(m/s)

2.50 2.00 1.50 1.00 0.50 0.00

0.1

0.3

0.5

0.7

0.9

1.1

t(s)

（2）由表所给的数据可知， AK 段上的平均速度 v 



m / s  1 . 39 m / s 。

提示：纸带类问题是高中物理中的一类重要的问题。纸带上两点间的时间间隔是相同的，我们 常用纸带和被研究物体连接在一起，物体的运动带动纸带运动，打点计时器在纸带上打上了一 些点。我们利用纸带上打的点可以求物体运动性质，求物体运动的某段时间上的平均速度和某

一时刻的瞬时速度，求物体运动的加速度等，这些在以后的学习中我们都会碰到。 3.解析：AD 段的平均速度 v A D 

AD t AD  4 3 .2 5  1 5 .5 0 0 .0 2  2  3 cm / s  2 3 1 .2 5 cm / s ，当时间间隔很

短 时 ， 可 以 用 平 均 速 度 代 替 瞬 时 速 度 ， 故

vB  AC t AC  3 2 .5 0  1 5 .5 0 0 .0 2  2  2

B

点 的 瞬 时 速 度

cm / s  2 1 2 .5 0 cm / s ，无法算出 OD 段的平均速度，因为丌知道

O、D 间有多少个点，因而丌知道 OD 段的时间间隔。

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4.解析：根据题意，0～5s 内，位移大小为 4×5=20m，方向为负，速度方向为负；5s 后向下 行驶，速度方向为正，经时间

20 2  10 s 退回到出发点 O，位移为零；5s～15s 内位移方向为

负；还有最后 5s，从原出发点继续向下行驶，位移、速度的方向均为正，这 5s 内位移的大小为 10m。根据以上分析，x—t 和 v—t 图像分别如图所示。 提示：对于位移—时间图像和速度—时间图像描述的都只能是直线运动，曲线运动丌能在两图 像上描述出来。因为两图像上只有两个方向，“t”轴上方表示方向的正方向，“t”轴上方表 示正方向的反方向。

x/m 20 10 0 -10 -20 5 10 15 20 t/s 4 2 0 -2 -4

v/ms-1

5 10

15

20

t/s

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