Question

10．图1为某同学用电火花打点计时器研究自由落体运动规律的实验装置，在某次实验中得到一条如图2的纸带．在所打的点中从第一个点起，依次标明0，1，2，3，4，…，测得相邻点间的距离如图2所示，单位为mm，则：

（1）电火花计打点时器使用交流电源（填“交流或直流”），工作电压为220V，电源频率为50Hz．
（2）图2纸带中的左端（填“左端或右端”）与重锤相连．
（3）判断重锤做匀变速直线运动的依据是：重锤在连续相等时间间隔内的位移之差是不变的（或是一个定值（恒量））．
（4）打点计时器打下点4时重锤的瞬时速度大小v=0.773m/s，重锤的加速度大小为9.67 m/s²．（计算结果均保留三位有效数字）

Answer 1

分析 打点计时器每隔0.02s打一个点，重物拖动纸带下落的运动过程中，速度越来越快，所以相等时间内运动的位移越来越大．
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4点时小车的瞬时速度大小．

解答 解：（1）电火花计打点时器使用交流电源，工作电压为220V，电源频率为50 Hz．
（2）因为打点计时器每隔0.02s打一个点，时间间隔是定值；重物拖动纸带下落的运动过程中，速度越来越快，所以相等时间内运动的位移越来越大．所以图中纸带左端先开始运动．
（3）重锤做匀变速直线运动的依据是：重锤在连续相等时间间隔内的位移之差是不变的（或是一个定值（恒量））
（4）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4点时小车的瞬时速度大小．
v₄=$\frac{0.0135+0.0174}{2×0.02}$=0.773m/s
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：a=$\frac{0.0212+0.0174+0.0135-0.0096-0.0058-0.0019}{{（3×0.02）}^{2}}$=9.67 m/s²．
故答案为：（1）交流，220，50
（2）左端
（3）重锤在连续相等时间间隔内的位移之差是不变的（或是一个定值（恒量））
（4）0.773；  9.67

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．