Question

14．我校高一同学在做“练习使用打点计时器”实验中使用的打点计时器电火花打点计时器，打点计时器是一种计时仪器，其电源频率为50Hz．
（1）使用的电压是220V的交流电（选填“直流电”或“交流电”），它每隔0.02 s打一个点．
（2）接通打点计时器电源和让纸带开始运动，这两个操作之间的时间顺序关系是A
A．先接通电源，再让纸带运动
B．先让纸带运动，再接通电源
C．让纸带运动的同时接通电源
D．先让纸带运动或先接通电源都可以
（3）实验时某位同学利用小车做匀加速运动打出的纸带如图所示，每两个计数点之间还有四个计时点没有画出来，图中上面的数字为相邻两个计数点间的距离．

①小车做匀加速直线运动的加速度a=2.02m/s²．
②打第4个计数点时纸带的速度v₄=1.21m/s．（保留三位有效数字）

Answer 1

分析 打点计时器是一种计时仪器，其电源频率为50Hz，常用的电磁打点计时器和电火花计时器使用的是交流电，它们是每隔0.02s打一个点；使用时应先给打点计时器通电打点，然后释放纸带让纸带，如果先放开纸带开始运动，再接通打点计时时器的电源，纸带上可能由很长一段打不上点；
根据连续相等时间内的位移之差是一恒量求出加速度的大小，根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求出4点的瞬时速度．

解答 解：（1）常用的电火花计时器使用的是交流电220V，其电源频率为50Hz，它们是每隔0.02s打一个点．
（2）开始记录时，应先给打点计时器通电打点，然后释放纸带让纸带（随物体）开始运动，如果先放开纸带开始运动，再接通打点计时时器的电源，由于重物运动较快，不利于数据的采集和处理，会对实验产生较大的误差；同时先打点再释放纸带，可以使打点稳定，提高纸带利用率，可以使纸带上打满点，故BCD错误，A正确．
故选：A
（3）每两个计数点之间还有四个计时点没有画出来，因此相邻计数点的周期为T=0.1s；
根据△x=aT²，结合作差法，解得：a=$\frac{0.111+0.131+0.151-0.05-0.0705-0.091}{9×0．{1}^{2}}$=2.02m/s²；
4点的瞬时速度等于35段的平均速度，则有：v₄=$\frac{{x}_{35}}{2T}$=$\frac{0.111+0.131}{2×0.1}$=1.21m/s．
故答案为：（1）220，交流电，0.02； （2）A； （3）①2.02，②1.21．

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．
解决本题的关键掌握纸带的处理方法，会通过纸带求解瞬时速度和加速度，关键是匀变速直线运动两个重要推论的运用．注意有效数字的保留．