Question

4．如图1所示是电火花计时器的示意图．电火花计时器和电磁打点计时器一样，工作时使用交流（选填“交流”或“直流”）电源，当电源的频率是50Hz时，每隔0.02s打一次点．某同学在“用打点计时器测速度”的实验中，用打点计时器记录了被匀加速运动的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2所示，每两个相邻的测量点之间的时间间隔为0.10s．

（1）试根据纸带上各个计数点间的距离，每隔0.10s测一次速度，计算出打下B、C、D、E、F五个点时小车的瞬时速度，并将各个速度值填入下表（保留三位有效数字）．

	vB	vC	vD	vE	vF
数值（m/s）

（2）将B、C、D、E、F各个时刻的瞬时速度标在直角坐标系中，并在图3中画出小车的瞬时速度随时间变化的关系图线．
（3）依据所画的图线，可以求出小车运动的加速度为0.800m/s²．

Answer 1

分析 正确解答本题需要掌握：了解打点计时器的原理和具体使用，尤其是在具体实验中的操作细节要明确，要知道打点计时器的打点频率和周期的含义和关系．
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B、C、D、E、F点时小车的瞬时速度大小．
用描点法画出小车的瞬时速度随时间变化的关系图线．
根据图象的斜率表示加速度求解．

解答 解：电火花计时器和电磁打点计时器一样，工作时使用交流电源，当电源的频率是50Hz时，每隔 0.02s打一次点．
（1）相邻的计数点间的时间间隔T=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，
v_B=$\frac{（3.62+4.38）×0.01}{0.2}$=0.400  m/s，
v_C=$\frac{（5.20+4.38）×0.01}{0.2}$=0.479  m/s，
v_D=$\frac{（5.20+5.99）×0.01}{0.2}$=0.560  m/s，
v_E=$\frac{（6.80+5.99）×0.01}{0.2}$=0.640  m/s，
v_F=$\frac{（6.80+7.62）×0.01}{0.2}$=0.721  m/s，
（2）将B、C、D、E、F各个时刻的瞬时速度标在直角坐标系中，画出小车的瞬时速度随时间变化的关系图线．

（3）速度时间图象的斜率表示加速度，则
a=k=$\frac{0.721-0.320}{0.5}$=0.800m/s²
故答案为：
交流；  0.02
（1）

	vB	vC	vD	vE	vF
数值（m/s）	0.400	0.479	0.560	0.640	0.721

（2）如图
（3）0.800m/s²

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．