Question

（1）電磁打點計時器使用

 

V的

 

電源（填“交流”或“直流”）．
（2）在“練習使用打點計時器”的實驗中，利用重物牽引小車，用電磁打點計時器打點，f=50Hz，得到一條清晰的紙帶．取其中的A、B、C、…七個點進行研究，這七個點和刻度尺標度的對應如圖所示．

①小車向

 

運動（相對圖中方位填“左”或“右”）；
②A點到D點的平均速度是

 

m/s，F點瞬時速度是

 

m/s；（保留三位小數）
③根據紙帶可以計算小車的加速度a的大小是

 

m/s²（保留2位有效數字，即從左邊第一個不是0的數字起留2位數字）
（3）如果當時交變電流的頻率是f=51Hz，而計算時任按f=50Hz，那么速度的測量值

 

（選填：偏大、偏小或相等）

Answer 1

分析：了解打點計時器的工作原理，就能夠熟練使用打點計時器便能正確解答．
根據勻變速直線運動的推論公式△x=aT²可以求出加速度的大小，根據勻變速直線運動中時間中點的速度等于該過程中的平均速度，可以求出打紙帶上某點時小車的瞬時速度大小．明確周期和頻率之間的關系，了解真實值和測量值之間的關系，可正確解答．

解答：解：（1）電磁打點計時器使用4-6V的交流電源．
（2）①根據紙帶數據可以看出從A點到G點，相鄰的兩個計數點之間的距離增大，所以從A點到G點速度增大．
重物牽引小車，小車做加速運動，所以小車向左運動．
②由于AB兩點之間的共有5個時間間隔，而打點計時器每隔0.02s打一個點，所以相鄰的計數點間的時間間隔T=0.1s；
A點到D點的平均速度

.

vAD

=

XAD

tAD

=

0.0415

0.3

=0.138m/s
根據勻變速直線運動中時間中點的速度等于該過程中的平均速度，可以求出打紙帶上F點時小車的瞬時速度大小．
v_F=

XEG

tEG

=

0.1062-0.0610

0.2

=0.226 m/s
③設A到B之間的距離為x₁，以后各段分別為x₂、x₃、x₄、x₅、x₆，
根據勻變速直線運動的推論公式△x=aT²可以求出加速度的大小，
得：x₄-x₁=3a₁T² 
x₅-x₂=3a₂T² 
 x₆-x₃=3a₃T² 
為了更加準確的求解加速度，我們對三個加速度取平均值
得：a=

1

3

（a₁+a₂+a₃）
即小車運動的加速度計算表達式為：a=

XDG-XAD

9T2

=

(0.1062-0.0415)-(0.0415-0)

9×(0.1)2

m/s²=0.26m/s²
（3）如果在某次實驗中，交流電的頻率51Hz，f＞50Hz，那么實際打點周期變小，
根據運動學公式v=

x

t

，真實的速度值就會偏大，
所以測量的速度值與真實的速度值相比是偏小．
故答案為：（1）4-6；交流
（2）①左  ②0.138；0.226 ③0.26
（3）偏小

點評：對于基本實驗儀器不光要了解其工作原理，還要從實踐上去了解它，自己動手去實際操作，達到熟練使用的程度．
要提高應用勻變速直線的規律以及推論解答實驗問題的能力，在平時練習中要加強基礎知識的理解與應用．