Question

4．打點計時器是高中物理中重要的物理實驗儀器，圖甲、乙兩種打點計時器是高中物理實驗中常用的，請回答下面的問題．

（1）甲圖是電磁打點計時器，電源采用的是低壓交流電4-6V．
（2）乙圖是電火花打點計時器，電源采用的是220V交流電源．
（3）某同學用如圖丙所示的裝置來研究自由落體運動．
①下列有關(guān)操作的敘述正確的是AC
A．安裝打點計時器時要注意讓上下限位孔在同一豎直線上
B．將打點計時器與直流低壓電源連接
C．釋放紙帶時應盡量讓重物靠近打點計時器
D．應先釋放紙帶，然后接通電源
②實驗得到一條紙帶，測得各點之間的距離如圖丁所示．已知電源頻率為50Hz，則紙帶中打A點到打F點的時間間隔是0.1s．從該紙帶可知，重物下落的加速度大小a=9.63m/s²（保留三位有效數(shù)字）．若實際電源的頻率不是50Hz，而是52Hz，則由上面計算出的加速度將偏�。ㄆ�大或偏�。�

Answer 1

分析 （1、2）了解打點計時器的構(gòu)造、工作原理、工作特點等，比如工作電壓、打點周期等，掌握基本儀器的使用，能夠正確的使用打點計時器；
（3）解決實驗問題首先要掌握該實驗原理，了解實驗的儀器、操作步驟和數(shù)據(jù)處理以及注意事項．根據(jù)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(jù)頻率變化，導致實際點間距變化，從而確定加速度的變化情況．

解答 解：（1）甲圖是電磁打點計時器，使用交流電源的計時儀器，工作電壓4V～6V；
（2）乙圖是電火花打點計時器，工作電壓是220V交流電源；
（3）：①A．打點計時器的兩個限位孔應在同一豎直線上，以減小摩擦力的影響，故A正確．
B．電磁打點計時器應該接在6V交流電源上，故B錯誤．
C、開始時應使重物靠近打點計時器處并保持靜止，先接通電源，再釋放紙帶，故C正確，D錯誤．
故選：AC
②打A點到打F點的時間間隔t=5×$\frac{1}{f}$=5×0.02s=0.1s
根據(jù)a=$\frac{△x}{{T}^{2}}$ 得：
a=$\frac{0.0209+0.0171-0.0132-0.0094}{（2×0.02）^{2}}$=9.63m/s²
若實際電源的頻率不是50Hz，而是52Hz，則導致打點計時的時間變小，因此點與點間距變小，而處理數(shù)據(jù)時，時間卻仍認為0.02秒，由上面計算出的加速度將偏小．
故答案為：（1）電磁，低壓交流電4-6V；（2）電火花，220V交流電源；（3）①AC；②0.1，9.63，偏小．

點評 （1、2）對于基本儀器的使用，我們不僅從理論上學習它，還要從實踐上去了解它，自己動手去操作，深刻了解具體操作細節(jié)的含義，學會正確進行數(shù)據(jù)處理；
（3）要探究一個物體的運動隨時間變化的規(guī)律，必須知道物體在不同時刻的速度，直接測量瞬時速度是比較困難的，我們可以借助打點計時器先記錄物體在不同時刻的位置，再通過對紙帶的分析，計算得到各個時刻的瞬時速度以及紙帶的加速度．