Question

8．电火花打点计时器应使用交流电源（填“交流”或“直流”），工作电压为220V．实验室使用我国民用电（频率f=50Hz）时，打点计时器每隔0.02s打一次点．在“研究匀变速直线运动”的实验中，图是某次实验的一条纸带，舍去前面比较密集的点，从0点开始，每5个连续点取1个计数点，标以1、2、3…那么相邻两个计数点之间的时间间隔为0.1s，各计数点与0计数点之间的距离依次为x₁=3.0cm、x₂=7.5cm、x₃=13.5cm，则物体通过2计数点的速度v₂=0.525m/s，运动的加速度为a=1.5m/s²．如果当时电网中频率变成51Hz，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偏小 （填“偏大”、“偏小”或“不变”）．

Answer 1

分析 正确解答本题需要掌握：了解打点计时器的构造、工作原理、工作特点等，比如工作电压、打点周期等，掌握基本仪器的使用，能够正确的使用打点计时器．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，可以求出打纸带上的某点时小车的瞬时速度大小；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．

解答 解：电火花计时器的电源应使用交流电源，通常的工作电压为220V，实验室中电源的频率是50Hz，每隔0.02s打一次点，
如果每五个点取一个计数点，则相邻两个计数点间的时间间隔为0.1s．
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，所以：
v₂=$\frac{{x}_{3}-{x}_{1}}{2T}$=$\frac{（13.5-3.0）×{10}^{-2}m}{2×0.1s}$=0.525m/s
根据题中数据可知，△x=1.5cm，根据推论公式△x=aT²，得：
$a=\frac{△x}{{T}^{2}}$=$\frac{1.5×{10}^{-2}m}{（0.1s）^{2}}$=1.50m/s²．
如果在某次实验中，交流电的频率51Hz，f＞50Hz，那么实际打点周期变小，而计算时还是按周期为0.02s进行计算，即按大的周期进行计算，所以测量的加速度值与真实的加速度值相比是偏小．
故答案为：交流，220，0.02，0.1，0.525，1.5，偏小．

点评 对于基本仪器的使用和工作原理，我们不仅从理论上学习它，还要从实践上去了解它，自己动手去做做，以加强基本仪器的了解和使用．