Question

14．某同学在做“研究匀变速直线运动”的实验时，使用电火花计时器作计时工具
（1）电火花计时器正常工作时，其打点的周期取决于B
A． 交流电压的高低         B． 交流电的频率
C． 计数点间隔大小的选择　 D． 纸带拖动的速度
（2）该同学的部分实验操作步骤如下：
A．测量完毕，关闭电源，取出纸带．
B．接通电源，后放开小车．
C．将小车停靠在打点计时器附近，小车尾部与纸带相连．
D．把打点计时器固定在平板上，让纸带穿过限位孔．
上述实验步骤的正确顺序是：DCBA（用字母填写）．
（3）该同学得到一条用打点计时器打下的纸带，如图1所示，并在其上取了A、B、C、D、E、F等6个计数点（每相邻两个计数点间还有4个打点计时器打下的点，本图中没有画出），打点计时器接的是“220V、50Hz”的交变电流．如图，他将一把毫米刻度尺放在纸带上，其零刻度和计数点A对齐．
①打点计时器在打B、C、D、E各点时物体的瞬时速度如下表：

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

从图中可先读出CE两点间距为4.10cm，再来计算v_D=0.21m/s （计算结果保留两位有效数字）．
②根据①中得到的数据，试在图2中所给的坐标系中，画出v-t图象，要求：计数点A作为0时刻，并从中可得出物体的加速度a=0.43m/s²．（保留两位有效数字）
③如果当时电网中交变电流的频率低于50Hz，而做实验的同学并不知道，那么由此引起的系统误差将使加速度的测量值比实际值偏大．（填“大”或“小”）

Answer 1

分析 了解打点计时器的打点原理，由于交变电流方向的改变间隔打点．
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．

解答 解：（1）当电流为正方向时，振片受向下的力，此时打点一次，当电流方向为反方向时，振片受向上的力，此时不打点，所以在交流电的一个周期内打点一次，即每两个点间的时间间隔等于交流电的周期．
而交流电的周期又等于电源的频率的倒数，故ACD错误，B正确．
故选：B．
（2）先连接实验器材，后穿纸带，再连接小车，最后打点并选择纸带进行数据处理；
上述实验步骤的正确顺序是DCBA；
（3）①从图中可先读出CE两点间距为4.10cm，
每相邻两个计数点间还有4个打点计时器打下的点，即相邻两个计数点的时间间隔是0.1s
根据匀变速直线运动中时间中点的瞬时速度等于该过程中的平均速度，
有：v_D=$\frac{0.0650-0.0240}{2×0.1}$=0.21m/
②先描点，再连线，画出直线，如图：

在直线上取相距较远的两点，读出坐标，求出斜率k=0.43
则加速度大小为0.43m/s²．
③如果在某次实验中，交流电的频率为49Hz，那么实际周期大于0.02s，
根据运动学公式△x=at²得：真实的加速度值就会偏小，
所以测量的加速度值与真实的加速度值相比是偏大的．
故答案为：
（1）B
（2）DCBA
（3）①4.10；0.21
②如图；0.43
③大

点评 知道打点计时器的工作原理，根据电流方向的变化间隔打点，熟练使用打点计时器．考查了利用匀变速直线运动的规律和推论解决问题的能力，同时注意图象法在物理实验中的应用．