Question

16．打点计时器是高中物理中重要的实验仪器，图中的甲、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）图乙是电火花（填“电磁”或“电火花”）打点计时器，电源采用的是交流220V（填“交流4-6V”、“交流220V”、四节干电池）．
（2）某同学在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，打点计时器所使用的交流电源频率为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点的距离如图所示（单位：cm）．
①每两个计数点间的时间间隔0.1s；
②试根据纸带上数据，计算出打下记数点4时小车的瞬时速度是0.40m/s（保留两位有效数字）；
③物体运动加速度0.75m/s²（保留两位有效数字）．
（3）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（填“偏大”、“偏小”、“无影响”）．

Answer 1

分析 该题首先要搞清计数点之间的时间间隔，利用一段时间内的平均速度求中间时刻的瞬时速度，会求加速度．

解答 解：（1）图乙是电火花打点计时器的工作电压为220V．频率为50Hz时，它们每隔0.02s打一次点．
（2）①根据题意，相邻两个计数点间还有4个点未画出，相邻计数点时间间隔T=5×0.02s=0.1s
②计数点4瞬时速度：${v}_{4}^{\;}=\frac{{x}_{35}^{\;}}{2T}=\frac{14.50-6.45}{0.2}×1{0}_{\;}^{-2}m/s=0.40m/s$
③根据$△x=a{t}_{\;}^{2}$，得$a=\frac{0.1450-0.0645-（0.0645-0.0140）}{4×0．{1}_{\;}^{2}}=0.75m/{s}_{\;}^{2}$
（3）打点周期与交流电的周期相同，T=$\frac{1}{f}$=0.02s，当电源频率高于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偏小．
故答案为：（1）电火花       交流2220
（2）①0.1       ②0.40     ③0.75
（3）偏小

点评 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．