2020年高考物理 怎樣求解與打點計時器相結(jié)合的類型題（通用）

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1、怎樣求解與打點計時器相結(jié)合的類型題 打點計時器與勻加速直線運動的結(jié)合 某同學用下圖所示的實驗裝置研究小車在斜面上的運動.實驗步驟如下： a.安裝好實驗器材． b.接通電源后，讓拖著紙帶的小車沿平板斜面向下運動，重復幾次．選出一條點跡比較清晰的紙帶，舍去開始密集的點跡，從便于測量的點開始，每兩個打點間隔取一個計數(shù)點，如下圖中0、1、2……6點所示． c.測量1、2、3……6計數(shù)點到0計數(shù)點的距離，分別記作：s1、s2、s3……s6． d.通過測量和計算，該同學判斷出小車沿平板做勻加速直線運動． e.分別計算出s1、s2、s3……s6與對應時間的比值s1/t1、s2/t2、

2、s3/t3……s6/t6． f.以s/t為縱坐標、t為橫坐標，標出s/t與對應時間t的坐標點，劃出s/t-t圖線． 結(jié)合上述實驗步驟，請你完成下列任務： （1）實驗中，除打點計時器（含紙帶、復寫紙）、小車、平板、鐵架臺、導線及開關(guān)外，在下列的儀器和器材中，必須使用的有????和????．（填選項代號） A.電壓合適的50Hz交流電源? ?B.電壓可調(diào)的直流電源 C.刻度尺 D.秒表?? ?E.天平 ? ?F.重錘 （2）將最小刻度為1 mm的刻度尺的0刻線與0計數(shù)點對齊，0、1、2、5計數(shù)點所在位置如下圖所示，則s2=?????cm，s5=???

3、??cm． （3）該同學在下圖中已標出1、3、4、6計數(shù)點對應的坐標，請你在該圖中標出與2、5兩個計數(shù)點對應的坐標點，并畫出s/t-t圖線． （4）根據(jù)s/t-t圖線判斷，在打0計數(shù)點時小車的速度v=????m/s，小車在斜面上運動的加速度a=????m/s2． 【解析】 ①必須使用的有電壓合適的50Hz交流電源，刻度尺． ②根據(jù)毫米刻度尺讀數(shù)規(guī)則得：S2=2.98cm，S5=13.20 cm ③如圖 ④根據(jù)-t圖線與的交點，得出在打0計數(shù)點時，小車的速度v=0.19m/s， 由于表示中間時刻速度，所以-t圖線的時間擴大為原來的兩倍， 根據(jù)-t圖線的斜率求出它在斜

4、面上運動的加速度a=4.70 m/s2． 答案：①A，C??②（2.97～2.99），（13.19～13.21） ③如圖? ④0.19，4.70 打點計時器與自由落體運動的結(jié)合 某同學用圖所示裝置測量重力加速度g，所用交流電頻率為50 Hz.在所選紙帶上取某點為0號計數(shù)點，然后每3個點取一個計數(shù)點.所有測量數(shù)據(jù)及其標記符號如圖所示.該同學用兩種方法處理數(shù)據(jù)（T為相鄰兩計數(shù)點的時間間隔）： 方法A：由g1＝(s2－s1)/T2，g2＝(s3－s2)/T2，……，g5＝(s6－s5)/T2，取平均值g＝8.667 m/s2； 方法B：由g1＝(s4－s1)/3T2，g2＝(

5、s5－s2)/3T2，g3＝(s6－s3)/3T2，取平均值g＝8.673 m/s2. 從數(shù)據(jù)處理方法看，在s1、s2、s3、s4、s5、s6中，對實驗結(jié)果起作用的，方法A中有_______；方法B中有___________________.因此，選擇方法_________（選填“A”或“B”）更合理，這樣可以減少實驗的_________（選填“系統(tǒng)”或“偶然”）誤差.本實驗誤差的主要來源有：_____________________________________________________________（試舉出兩條）. 【解析】s1，s6或37.5，193.5? s1，s2，s3

6、，s4，s5，s6或37.5，69.0，100.5，131.5，163.0，193.5? B??偶然??阻力(空氣阻力，振針的阻力，限位孔的阻力，復寫紙的阻力等)，交流電頻率波動，長度測量，數(shù)據(jù)處理方法等. 打點計時器與圓周運動的結(jié)合 一個有一定厚度的圓盤，可以繞通過中心垂直于盤面的水平軸轉(zhuǎn)動.用下面的方法測量它勻速轉(zhuǎn)動時的角速度.實驗器材:電磁打點計時器、米尺、紙帶、復寫紙片. 實驗步驟: ①如圖所示，將電磁打點計時器固定在桌面上，將紙帶的一端穿過打點計時器的限位孔后，固定在待測圓盤的側(cè)面上，使得圓盤轉(zhuǎn)動時，紙帶可以卷在圓盤側(cè)面上. ②啟動控制裝置使圓盤轉(zhuǎn)動，同時接通電源，打點

7、計時器開始打點. ③經(jīng)過一段時間，停止轉(zhuǎn)動和打點，取下紙帶，進行測量. （1）由已知量和測得量表示的角速度的表達式為ω=_________，式中各量的意義是：___________________________________________________________________________. （2）某次實驗測得圓盤半徑r=5.50×10-2?m，得到的紙帶的一段如圖所示，求得角速度為__________.（保留兩位有效數(shù)字） 【解析】 (1)， T為打點計時器打點的時間間隔，r為圓盤半徑，x1、x2是紙帶上選定的兩點分別對應的米尺上的刻度值，n為選定的兩點間的打點

8、數(shù)（含兩點） （2）如取n=9，則有 打點計時器與物體慣性的結(jié)合 實驗裝置如圖1所示：一木塊放在水平長木板上，左側(cè)栓有一細軟線，跨過固定在木板邊緣的滑輪與一重物相連．木塊右側(cè)與打點計時器的紙帶相連．在重物牽引下，木塊在木板上向左運動，重物落地后，木塊繼續(xù)向左做勻減速運動，圖2給出了重物落地后，打點計時器在紙帶上打出的一些點，試根據(jù)給出的數(shù)據(jù)，求木塊與木板間的動摩擦因數(shù)μ．要求寫出主要的運算過程．（打點計時器所用交流電頻率為50Hz，不計紙帶與木塊間的拉力．重力加速度取g=10m/s2．） 解：由給出的數(shù)據(jù)可知，重物落地后，木塊在連續(xù)相等的時間T內(nèi)的位移分別是： s1=7.72cm

9、，s2=7.21cm，s3=6.71cm，s4=6.25cm，s5=5.76cm，s6=5.29cm，s7=4.81cm，s8=4.31cm 以a表示加速度，根據(jù)勻變速直線運動的規(guī)律，有 又知T=0.04s??解得：a=-3.0m/s2 重物落地后木塊只受摩擦力的作用，用m表示木塊的質(zhì)量，根據(jù)牛頓第二定律有：-μmg=ma? ?解得μ=0.30 答：木塊與木板間的動摩擦因數(shù)為0.30． 打點計時器與牛頓第二定律的結(jié)合 一打點計時器固定在斜面上某處，一小車拖著穿過打點計時器的紙帶從斜面上滑下，如圖1所示。圖2是打出的紙帶的一段。 ①已知打點計時器使用的交流電頻率為50

10、Hz，利用圖2給出的數(shù)據(jù)可求出小車下滑的加速度a=_________。 ②為了求出小車在下滑過程中所受的阻力，還需測量 。用測得的量及加速度a和重力加速度g表示小車在下滑過程中所受的阻力計算式為： f?=???????????。 【解析】①由紙帶上打的點跡可以看出時間間隔為0.04s，再由逐差法可求得加速度 ②由牛頓第二定律可知 打點計時器與實際生活的結(jié)合 利用打點計時器研究一個約1.4m高的商店卷簾窗的運動。將紙帶粘在卷簾底部，紙帶通過打點計時器隨卷簾在豎直面內(nèi)向上運動。打印后的紙帶如下圖(1)所示，數(shù)據(jù)如表格所示，

11、紙帶中AB、BC、CD……每兩點之間的時間間隔為0.10s，根據(jù)各間距的長度，可計算出卷簾窗在各間距內(nèi)的平均速度v平均，可以將v平均近似地作為該間距中間時刻的即時速度v。 （1）請根據(jù)所提供的紙帶和數(shù)據(jù)，繪出卷簾窗運動的v-t圖線。 （2）AD段的加速度為　　　　　　m/s2，AK段的平均速度為　　　　　　m/s。 卷簾運動的數(shù)據(jù) 間隔 間距（cm） AB 5.0 BC 10.0 CD 15.0 DE 20.0 EF 20.0 FG 20.0 GH 20.0 HI 17.0 IJ 8.0 JK 4.5 【解析】 （1）由圖表可以看出：△x=CD-BC=BC-AB=5cm，每兩點之間的時間間隔為T=0.10s，根據(jù)勻變速直線運動的推論公式△x=aT2，得：a==5m/s2， ==m/s=1.39m/s （2）在速度-時間圖象中描出個時刻的速度，連線時注意能連到同一直線上的點應用直尺連到直線上，明顯不在同一直線點盡量用平滑曲線連接；如圖所示．