Question

14．某同學(xué)在做“研究勻變速直線運動”的實驗時，使用電火花計時器作計時工具
（1）電火花計時器正常工作時，其打點的周期取決于B
A． 交流電壓的高低         B． 交流電的頻率
C． 計數(shù)點間隔大小的選擇　 D． 紙帶拖動的速度
（2）該同學(xué)的部分實驗操作步驟如下：
A．測量完畢，關(guān)閉電源，取出紙帶．
B．接通電源，后放開小車．
C．將小車�？吭诖螯c計時器附近，小車尾部與紙帶相連．
D．把打點計時器固定在平板上，讓紙帶穿過限位孔．
上述實驗步驟的正確順序是：DCBA（用字母填寫）．
（3）該同學(xué)得到一條用打點計時器打下的紙帶，如圖1所示，并在其上取了A、B、C、D、E、F等6個計數(shù)點（每相鄰兩個計數(shù)點間還有4個打點計時器打下的點，本圖中沒有畫出），打點計時器接的是“220V、50Hz”的交變電流．如圖，他將一把毫米刻度尺放在紙帶上，其零刻度和計數(shù)點A對齊．
①打點計時器在打B、C、D、E各點時物體的瞬時速度如下表：

vB	vC	vD	vE
0.12m/s	0.16m/s		0.25m/s

從圖中可先讀出CE兩點間距為4.10cm，再來計算v_D=0.21m/s （計算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）．
②根據(jù)①中得到的數(shù)據(jù)，試在圖2中所給的坐標系中，畫出v-t圖象，要求：計數(shù)點A作為0時刻，并從中可得出物體的加速度a=0.43m/s²．（保留兩位有效數(shù)字）
③如果當時電網(wǎng)中交變電流的頻率低于50Hz，而做實驗的同學(xué)并不知道，那么由此引起的系統(tǒng)誤差將使加速度的測量值比實際值偏大．（填“大”或“小”）

Answer 1

分析 了解打點計時器的打點原理，由于交變電流方向的改變間隔打點．
根據(jù)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，可以求出打紙帶上記數(shù)點時的瞬時速度大�。�
用描點法作出v-t圖象，求出斜率即為加速度大�。�

解答 解：（1）當電流為正方向時，振片受向下的力，此時打點一次，當電流方向為反方向時，振片受向上的力，此時不打點，所以在交流電的一個周期內(nèi)打點一次，即每兩個點間的時間間隔等于交流電的周期．
而交流電的周期又等于電源的頻率的倒數(shù)，故ACD錯誤，B正確．
故選：B．
（2）先連接實驗器材，后穿紙帶，再連接小車，最后打點并選擇紙帶進行數(shù)據(jù)處理；
上述實驗步驟的正確順序是DCBA；
（3）①從圖中可先讀出CE兩點間距為4.10cm，
每相鄰兩個計數(shù)點間還有4個打點計時器打下的點，即相鄰兩個計數(shù)點的時間間隔是0.1s
根據(jù)勻變速直線運動中時間中點的瞬時速度等于該過程中的平均速度，
有：v_D=$\frac{0.0650-0.0240}{2×0.1}$=0.21m/
②先描點，再連線，畫出直線，如圖：

在直線上取相距較遠的兩點，讀出坐標，求出斜率k=0.43
則加速度大小為0.43m/s²．
③如果在某次實驗中，交流電的頻率為49Hz，那么實際周期大于0.02s，
根據(jù)運動學(xué)公式△x=at²得：真實的加速度值就會偏小，
所以測量的加速度值與真實的加速度值相比是偏大的．
故答案為：
（1）B
（2）DCBA
（3）①4.10；0.21
②如圖；0.43
③大

點評 知道打點計時器的工作原理，根據(jù)電流方向的變化間隔打點，熟練使用打點計時器．考查了利用勻變速直線運動的規(guī)律和推論解決問題的能力，同時注意圖象法在物理實驗中的應(yīng)用．