Question

1．电火花计时器是高中物理中重要的实验仪器，常用于研究纸带的运动问题．
（1）电火花计时器所采用的电源是交流电220V，频率50HZ（填“交流电4～6V，频率50HZ”、“交流电220V，频率50HZ”、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，用打点计时器记录了被小车拖动的纸带的运动情况，在纸带上依次确定出A、B、C、D、E五个计数点．其相邻点间的距离如图所示，每两个相邻的计数点之间还有4个打点未标出．各点到A点距离分别为AB=2.88cm，AC=7.20cm，AD=12.96cm，AE=20.16cm，如图由纸带上的数据，算出打D点时小车的瞬时速度是0.648m/s（保留三位有效数字）．
（3）用打点计时器测定小车的速度，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”或“无影响”）．

Answer 1

分析 （1）电磁打点计时器用振针打点，使用低压交流电；而电火花计时器用电火花打点，使用220V交流电；
（2）（3）利用匀变速直线运动中的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求解D点的瞬时速度，结合该原理分析电源频率变化导致的误差情况．

解答 解：（1）电火花打点计时器，电源采用的是交流电220V，频率50HZ；
（2）电源频率为50Hz，每两个相邻的计数点之间还有4个计时点未标出，
故每两个计数点间的时间间隔为0.1s；
打下D点时小车的瞬时速度等于CE段的平均速度，故v_D=$\frac{20.16-12.96}{2×0.1}×1{0}^{-2}$ m/s=0.648m/s；
（3）当使用的电源频率高于50Hz时，则打点周期偏小，如果仍按50Hz来计算，
根据v=$\frac{x}{t}$，在代入数据时，t的代入值偏大，故v的测量值偏小；
故答案为：（1）交流电、50HZ；  （2）0.648； （3）偏小．

点评 本题考查利用纸带研究匀变速直线运动，关键是明确实验原理，知道匀变速直线运动中某段时间的平均速度等于该段时间的中间时刻的瞬时速度．