Question

10．打点计时器是高中物理中重要的实验仪器，下图中的甲、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）图乙是电火花（填“电磁”或“电火花”）打点计时器，电源采用的是交流220V（填“交流4-6V”或“交流220V”）．
（2）某同学在“用打点计时器测速度”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丙所示，每两个相邻的计数点之间还有5个计时点未标出．各点到A距离分别为2.88cm，7.20cm，A12.96cm，20.16cm．
①每两个计数点间的时间间隔0.12s．
②试根据纸带上数据，计算出打下D点时小车的瞬时速度是0.540m/s（保留三位有效数字）．
③物体运动加速度1.00m/s²（保留三位有效数字）．
（3）用打点计时器测定物体的速度，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（偏大、偏小、无影响）．

Answer 1

分析 了解电磁打点计时器和电火花打点计时器的工作电压、工作原理即可正确解答；同时要熟练使用打点计时器进行有关的操作；
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D点时小车的瞬时速度大小；

解答 解：（1）如图，这是一个电火花打点计时器，这种打点计时器的工作电源须是220V的交流电源．
（2）①每两个相邻的计数点之间还有5个计时点未标出，所以相邻的计数点间的时间间隔T=0.12s，
②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D点时小车的瞬时速度大小．
v_D=$\frac{{x}_{CE}}{{t}_{CE}}$=$\frac{0.2016-0.0720}{2×0．{1}^{2}}$=0.540  m/s
③设A到B之间的距离为x₁，以后各段分别为x₂、x₃、x₄
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：x₃-x₁=2a₁T² 
x₄-x₂=2a₂T² 
为了更加准确的求解加速度，我们对两个加速度取平均值
得：a=$\frac{1}{2}$（a₁+a₂）
即小车运动的加速度计算表达式为：a=$\frac{{x}_{CE}-{x}_{AC}}{4{T}^{2}}$
解得：a=1.00m/s²
故答案为：（1）电火花，交流220；（2）①0.12；②0.540；③1.00；
（3）偏小．

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．
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．