Question

4．打点计时器是高中物理中重要的物理实验仪器，图甲、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）甲图是电磁打点计时器，电源采用的是低压交流电4-6V．
（2）乙图是电火花打点计时器，电源采用的是220V交流电源．
（3）某同学用如图丙所示的装置来研究自由落体运动．
①下列有关操作的叙述正确的是AC
A．安装打点计时器时要注意让上下限位孔在同一竖直线上
B．将打点计时器与直流低压电源连接
C．释放纸带时应尽量让重物靠近打点计时器
D．应先释放纸带，然后接通电源
②实验得到一条纸带，测得各点之间的距离如图丁所示．已知电源频率为50Hz，则纸带中打A点到打F点的时间间隔是0.1s．从该纸带可知，重物下落的加速度大小a=9.63m/s²（保留三位有效数字）．若实际电源的频率不是50Hz，而是52Hz，则由上面计算出的加速度将偏小（偏大或偏小）

Answer 1

分析 （1、2）了解打点计时器的构造、工作原理、工作特点等，比如工作电压、打点周期等，掌握基本仪器的使用，能够正确的使用打点计时器；
（3）解决实验问题首先要掌握该实验原理，了解实验的仪器、操作步骤和数据处理以及注意事项．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，根据频率变化，导致实际点间距变化，从而确定加速度的变化情况．

解答 解：（1）甲图是电磁打点计时器，使用交流电源的计时仪器，工作电压4V～6V；
（2）乙图是电火花打点计时器，工作电压是220V交流电源；
（3）：①A．打点计时器的两个限位孔应在同一竖直线上，以减小摩擦力的影响，故A正确．
B．电磁打点计时器应该接在6V交流电源上，故B错误．
C、开始时应使重物靠近打点计时器处并保持静止，先接通电源，再释放纸带，故C正确，D错误．
故选：AC
②打A点到打F点的时间间隔t=5×$\frac{1}{f}$=5×0.02s=0.1s
根据a=$\frac{△x}{{T}^{2}}$ 得：
a=$\frac{0.0209+0.0171-0.0132-0.0094}{（2×0.02）^{2}}$=9.63m/s²
若实际电源的频率不是50Hz，而是52Hz，则导致打点计时的时间变小，因此点与点间距变小，而处理数据时，时间却仍认为0.02秒，由上面计算出的加速度将偏小．
故答案为：（1）电磁，低压交流电4-6V；（2）电火花，220V交流电源；（3）①AC；②0.1，9.63，偏小．

点评 （1、2）对于基本仪器的使用，我们不仅从理论上学习它，还要从实践上去了解它，自己动手去操作，深刻了解具体操作细节的含义，学会正确进行数据处理；
（3）要探究一个物体的运动随时间变化的规律，必须知道物体在不同时刻的速度，直接测量瞬时速度是比较困难的，我们可以借助打点计时器先记录物体在不同时刻的位置，再通过对纸带的分析，计算得到各个时刻的瞬时速度以及纸带的加速度．