Question

某同学利用图甲所示的实验装置做了这样的实验．

①按住小车，在小吊盘中放入适当质量的物块．释放 小车，小车由静止开始运动．
②按实验要求正确装上纸带，让小车靠近打点计时器，按住小车，打开打点计时器电源，释放小车，获得一条带有点列的纸带．
③在获得的纸带上清晰的部分，每5个间隔标注一个计数点A，B，C，…．测量相邻计数点的间距s₁，s₂，s₃，…．并将其记录在纸带上对应的位置处．
完成下列填空：
（1）已知实验装置中打点计时器的电源为50Hz的低压交流电源，若打点的时间间隔用△t表示，则△t=

 

s．
（2）设纸带上五个相邻计数点的间距为s₁、s₂、s₃和s ₄．a可用s₁、s₄和△t表示为a=

 

；v_B可用s₁、s₂和△t表示为v_B=

 

．
（3）图乙为用米尺测量所得纸带上的s₁、s₂、s₃和s₄的情况，由图可读出s₁=

 

cm，s₂=

 

cm，s₄=

 

cm．由此求得加速度的大小a=

 

m/s²，v_B=

 

 m/s（计算结果取3位有效数字）．

Answer 1

分析：（1）打点计时器的打点周期与交流电的周期相同，由此可知打点的时间间隔．
（2）在匀变速直线运动中，时间中点的速度等于该过程中的平均速度，根据连续相等时间内的位移之差是一恒量，即△x=aT²，可求出加速度的大小．
（3）根据刻度尺的指示可知各个计数点之间的距离大小，注意要进行估读，然后代入（2）中公式可求出加速度和速度的大小．

解答：解：（1）交流电的频率为50Hz，因此其周期为T=

1

50

s=0.02s，因此打点周期为△t=0.02s；
（2）计数点之间的时间间隔为：t=5△t，根据匀变速直线运动中，连续相等时间内的位移之差是一恒量，即△x=aT²，可得：
s4-s1=3aT2
即：a=

s4-s1

3(5△t)2

=

s4-s1

75(△t)2

匀变速直线运动中，时间中点的瞬时速度等于该过程中的平均速度，因此有：
vB=

s1+s2

2t

=

s1+s2

10△t

（3）根据刻度尺的指示，可知：s₁=1.68cm，s₂=2.42cm，s₄=3.88cm．
a=

s4-s1

3(5△t)2

=

s4-s1

75(△t)2

=

(3.88-1.68)×10-2m

75×(0.02s)2

≈0.735m/s
vB=

s1+s2

2t

=

s1+s2

10△t

=

(1.68+2.42)×10-2m

10×0.02s

=0.205m/s
故答案为：（1）0.02；（2）

s4-s1

75(△t)2

，

s1+s2

10△t

；（3）1.68，2.43，3.88，0.735，0.205．

点评：对于实验器材的选取一是根据实验目的进行，二是要进行动手实验，体会每种器材的作用；要加强基本物理规律的应用，提高操作技能和数据处理能力．要注意单位的换算和有效数字的保留．