Question

18．打点计时器是高中物理中重要的物理实验仪器，图中甲、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）乙图是电火花打点计时器，电源采用的是交流220V．
（2）在某次实验中，物体拖动纸带做匀加速直线运动，打点计时器所用的电源频率为50Hz，实验得到的一条纸带如图丙所示，纸带上每相邻的两个计数点之间都有4个点未画出．按时间顺序取0、1、2、3、4、5六个计数点，实验中用直尺量出各计数点到0点的距离如图丙所示（单位：cm）
①在计数点1所代表的时刻，纸带运动的瞬时速度为v₁=0.18m/s，物体的加速度a=0.75m/s²（保留两位有效数字）
②该同学在测量的时候没有将计数点5的数值记录下来，根据前面的数值可以推算出计数点5到0点的距离为14.50 cm．

Answer 1

分析 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．正确根据匀变速直线运动的规律对纸带进行数据处理．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1点时小车的瞬时速度大小．

解答 解：（1）图乙是电火花打点计时器，工作电压是220V交流电源；
（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=0.1s，
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1点时小车的瞬时速度大小．得：
v₁=$\frac{0.0355}{2×0.1}$=0.18m/s
设0到1之间的距离为x₁，以后各段分别为x₂、x₃、x₄，
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，得：
：x₃-x₁=2a₁T² 
x₄-x₂=2a₂T² 
为了更加准确的求解加速度，我们对两个加速度取平均值
得：a=$\frac{1}{2}$（a₁+a₂）
即小车运动的加速度计算表达式为：a=$\frac{0.1010-0.0355-0.0355}{4×0.01}$m/s²=0.75m/s²
②在匀变速直线运动中，连续相等时间内位移之差相等，即△x=aT²．
则4、5间的距离为：x₄₅=x₀₁+4△x=1.40cm+4×0.75×（0.1）²cm=4.40cm
则计数点5的数值为：x₅=x₀₄+x₄₅=10.10+4.40=14.50cm
故答案为：（1）电火花，交流220V；（2）①0.18，0.75；②14.50

点评 对于基本仪器的使用，我们不仅从理论上学习它，还要从实践上去了解它，自己动手去操作，深刻了解具体操作细节的含义，学会正确进行数据处理．
要提高应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．