Question

6．在做“研究匀变速直线运动”的实验时，某同学得到一条用电火花计时器打下的纸带如图1所示，并在其上取了A、B、C、D、E、F、G 7个计数点，每相邻两个计数点间还有4个点图中没有画出，电火花计时器接220V、50Hz交流电源．

（1）电火花打点计时器每隔0.02打一次点，设电火花计时器的周期为T，计算F点的瞬时速度V_F的公式为V_F=$\frac{{d}_{6}-{d}_{4}}{2T}$（d₄、d₆和T表示）；
（2）实验过程中，下列做法正确的是AD．
A．先接通电源，再使纸带运动
B．先使纸带运动，再接通电源
C．将接好纸带的小车停在靠近滑轮处
D．将接好纸带的小车停在靠近打点计时器处
（3）他经过测量并计算得出电火花计时器在打B、C、D、E、F各点时物体的瞬时速度如下表．以A点对应的时刻为t=0，试在如图2所示坐标系中合理地选择标度，作出vt图象，并利用该图象求出物体的加速度a=0.40 m/s²；

对应点	B	C	D	E	F
速度（m/s）	0.141	0.180	0.218	0.262	0.301

（4）如果当时电网中交变电流的电压变成210V，而做实验的同学并不知道，那么加速度的测量值与实际值相比不变．（填“偏大”、“偏小”或“不变”）

Answer 1

分析 （1、2）明确打点计时器的工作原理和使用注意事项即可解答；
（3）根据描点法得出对应的图象，再根据图象的斜率求出加速度；
（4）打点计时器的打点频率是与交流电源的频率相同，所以即使电源电压降低也不改变打点计时器打点周期．

解答 解：（1）电火花打点计时器打点周期为0.02s，F点的瞬时速度等于EG段的平均速度，故v_F=$\frac{{d}_{6}-{d}_{4}}{2T}$；
（2）开始记录时，应先给打点计时器通电打点，然后释放纸带让纸带（随物体）开始运动，如果先放开纸带开始运动，再接通打点计时时器的电源，由于重物运动较快，不利于数据的采集和处理，会对实验产生较大的误差；同时先打点再释放纸带，可以使打点稳定，提高纸带利用率，可以使纸带上打满点，故BC错误，AD正确．
故选：AD．
（3）作出v-t图象如图所示，注意尽量使描出的点落到直线上，不能落到直线上的点尽量让其分布在直线两侧．

由速度-时间图象的斜率表示加速度，得：a=$\frac{△v}{△t}$=$\frac{0.3-0.1}{0.5}$=0.40m/s²；
（3）实验中电压偏小但打点周期不变，因此实验中没有误差．
故答案为：（1）0.02；$\frac{{d}_{6}-{d}_{4}}{2T}$；（2）AD； （3）如图所示，0.40；（4）不变

点评 本题考查利用打点计时器测量速度和加速度的实验，要注意应用图角法进行分析，实验误差更小，同时注意了解打点计时器具体操作细节的含义，明确误差原因，掌握误差分析的基本方法．