Question

16．①使用电火花打点计时器来分析物体运动情况的实验中，有如下基本步骤：

A．把电火花打点计时器固定在桌子上         B．安好纸带
C．松开纸带让物体带着纸带运动            D．接通220V交流电源
这些步骤正确的排列顺序为ABDC．
②用打点计时器测定物体的速度，当使用的电源频率高于50Hz时，如果仍按50Hz来计算，则测得的速度将比真实值偏小（偏大、偏小、无影响）
③电火花打点时器，是一种使用交流电源的计时仪器，工作电压为220V，当电源频率为50Hz时，它每隔0.02s打一次点．图是某同学研究匀变速直线运动的一条实验纸带，A、B、C、D、E为计数点，相邻两计数点之间还有四个点未标出，由于C点不够清晰，只量得三个数据如图，则此小车运动的加速度为0.4m/s²，C点的速度v_C的大小等于0.12m/s．（保留两位有效数字）

Answer 1

分析 在具体进行实验操作时，一般本着先安装器材、再进行实验、最后实验完毕整理器材的步骤进行的，因此熟练打点计时器的应用步骤，即可正确解答；
明确周期和频率的关系即可正确解答；
根据打点计时器的构造和工作原理可知其使用电源情况以及打点周期大小；根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT²可以求出加速度的大小，根据匀变速直线运动中，中间时刻的速度等于该过程中的平均速度，可以求出打纸带上C点时小车的瞬时速度大小．

解答 解：①实验步骤要遵循先安装器材后进行实验的原则进行，注意实验中为了使打点稳定后再进行实验，同时为了提高纸带的利用率，尽量将纸带上打满点，要先接通电源后释放纸带．故正确的操作步骤为：ABDC；
②若交流电频率为50赫兹，则其打点周期为0.02s，当电源频率低于高于50Hz时，实际打点周期将变小，而进行计算时，仍然用0.02s，因此测出的速度数值将比物体的真实数值偏小；
③电火花打点计时器使用的是220V的交流电源，当电源频率为50Hz时，其打点周期为0.02s；
由于两相邻计数点间有四个点未画出，所以两相邻计数点时间间隔为T=0.1s，
由纸带可知，x₁=x_AB=0.60cm，x₄=x_DE=1.80cm，
根据△x=aT²得：
x₄-x₁=3aT²
则有：a=$\frac{{x}_{4}-{x}_{1}}{3{T}^{2}}$=$\frac{0.0480-0.0300-0.0060}{3×0．{1}^{2}}$=0.4m/s²
根据匀变速直线运动中某段时间内平均速度等于中间时刻的瞬时速度得：
v_C=$\frac{{x}_{BD}}{2T}$=$\frac{0.03-0.006}{2×0.1}$=0.12m/s．
故答案为：①、ABDC，②、偏小，③、交流，220，0.02，0.4，0.12．

点评 本题考查利用匀变速直线的规律以及推论解答实验问题的能力，在平时练习中要加强基础知识的理解与应用，提高解决问题能力．注意单位的换算和有效数字的保留，同时注意电火花计时器和电磁打点计时器在电压上的不同．