Question

13．在“研究匀变速直线运动”的实验中，会用到电磁打点计时器或电火花计时器．

（1）电磁打点计时器和电火花打点计时器都是使用交流电源（填“交流”或“直流”）的计时仪器，其中电火花打点计时器的工作电压是220V，电磁打点计时器的工作电压是4～6V．
（2）实验时打点计时器使用交流电的频率为50Hz，纸带的记录如图所示，从A点开始每隔4个点取一个计数点，相邻计数点间的时间间隔为0.1s，纸带上A、B、C、D、E、F、G为七个相邻的计数点．
根据学过的知识可以求出小车在AG段的平均速度$\overline{v}$=0.68m/s，在E点的速度v_E=0.84m/s，小车运动的加速度为1.6m/s²．（结果保留两位有效数字）

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；
纸带实验中，若纸带匀变速直线运动，根据中间时刻速度等于一段过程中的平均速度可求出某点的瞬时速度，根据运动学公式△x=at²求得加速度．

解答 解：电磁打点计时器和电火花计时器都是一种使用交流电源的计时仪器，电磁打点计时器工作电压是220V；电火花计时器工作电压是4-6V；当电源频率是50Hz时，它每隔0.02s秒打一次点．
相邻两计数点之间还有四个点未画出，则两个计数点之间的时间间隔T=0.1s，
小车在AG段的平均速度$\overline{v}$=$\frac{{x}_{AG}}{6T}$=$\frac{0.4065}{6×0.1}$≈0.68m/s
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，
得：v_E=$\frac{{x}_{DF}}{2T}$=$\frac{0.299-0.1315}{2×0.1}$≈0.84m/s
根据运动学公式得：△x=at²，
a=$\frac{{x}_{DG}-{x}_{AD}}{9{T}^{2}}$=$\frac{0.4065-0.1315-0.1315}{0.09}$≈1.6m/s²
故答案为：（1）交流，220，4～6；（2）0.1，0.68 m/s，0.84 m/s，1.6 m/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．
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，知道中间时刻速度等于一段过程中的平均速度，能根据运动学公式△x=at²求得加速度．