题目内容
【题目】打点计时器是高中物理中重要的实验仪器,下图中的甲、乙两种打点计时器是高中物理实验中常用的,请回答下面的问题:
(1)图乙是______填“电磁”或“电火花”打点计时器,电源采用的是______填“交流4-6V”、“交流220V”、四节干电池.
(2)某同学在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中,用打点计时器记录了被小车拖动的纸带的运动情况,在纸带上确定出A、B、C、D、E、F、G共7个计数点,其相邻点间的距离如图丙所示,每两个相邻的计数点之间还有4个打印点未画出.
①试根据纸带上各个计数点间的距离,计算出打下B、F两个点时小车的瞬时速度,并将计算结果填入上表中,要求保留3位有效数字_______.________.
②将B、C、D、E、F各个时刻的瞬时速度标在直角坐标系中,并画出小车的瞬时速度随时间变化的关系图线_________.
③由所画速度-时间图象求出小车加速度为______ m/s2.
④根据速度-时间图象判断,在打A计数点时,小车的速度vA=______m/s.
(3)打点计时器原来使用的电源的频率是50Hz,若在实验过程中交流电的频率为60Hz而未被发觉,这样计算出的各点的速度值与真实值相比将______ 填“偏大”、“偏小”或“不变”.
【答案】电火花交流220V0.4000.7210.800.33偏小
【解析】
电磁打点计时器使用4~6V的交流电源,电火花打点计时器使用220V的交流电源.根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度,可以求出打纸带上记数点时的瞬时速度大小.用描点法作出v-t图象,求出斜率即为加速度大小.
(1)图乙是电火花打点计时器,电源采用的是交流220V.
(2)①由于每相邻两个计数点间还有4个点没有画出,所以相邻的计数点间的时间间隔t=0.02×5=0.1s,根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度,可以求出打纸带上某点时小车的瞬时速度大小,,
②根据表中实验数据在坐标系内描出对应点,然后作出图象如图所示:
③由图示图象可知,加速度:.
(3)图线的纵轴截距表示A点的速度,vA=0.33m/s.
(4)当电源频率变为60Hz时,根据可知,实际打点周期将变小,而进行计算时,仍然用时间间隔还是按照0.02s计算,因此测出的速度数值将比物体的真实数值小.若打点计时器的电压发生了改变,而做实验的同学并不知道,那么加速度的测量值与真实值相比将不变.
