Question

16．電磁打點計時器是一種測量時間的儀器，它使用低壓交流電源，如果電源的頻率是50Hz，它每隔0.02s打一次點．在用電磁打點計時器做“探究小車速度隨時間變化的規律”的實驗中，某同學得到一條點跡清晰的紙帶，從比較清晰的點起，每五個點取一個計數點（每兩個計數點間有四個實驗點未畫出），分別標為0、1、2、3、4、5、6…用刻度尺量得各計數點到計數點0之間的距離如圖所示．已知電源的頻率為50Hz，則：

（1）打點計時器打計數點1時，小車的速度v₁=0.34m/s．
（2）小車的加速度a=0.88m/s²．（結果保留兩位有效數字）
（3）若在實驗過程中，電源的頻率忽然略高于50Hz，實驗者又不知電源頻率已改變，這樣計算出的加速度值與真實值相比是偏�。ㄟx填“偏大”“偏小”或“不變”）的．

Answer 1

分析 打點計時器使用交變電流，當電源頻率為50Hz時，每隔0.02s打一次點．
根據勻變速直線運動的推論求出小車的瞬時速度與加速度．
當電源頻率高于50Hz時，實際打點周期將變小，而進行計算時，仍然用0.02s，即所用T值偏大．

解答 解：電磁打點計時器是一種測量時間的儀器；
如果電源的頻率是50Hz，它每隔T=$\frac{1}{f}$=$\frac{1}{50}$=0.02s打一次點．
每五個打印點取一個記數點，則計數點間的時間間隔t=0.02×5=0.1s；
（1）打點計時器打記數點1時，小車的速度大小v₁=$\frac{{x}_{02}}{2t}$=$\frac{0.0680}{2×0.1}$=0.34m∕s．
（2）由△x=at²可知，小車的加速度大�。篴=$\frac{{x}_{36}-{x}_{03}}{9{t}^{2}}$=$\frac{（0.3092-0.1150）-0.1150}{9×0．{1}^{2}}$≈0.88m∕s²．
（3）打點周期與交流電的周期相同，T=0.02s，當電源頻率高于50Hz時，實際打點周期將變小，
而進行計算時，仍然用0.02s，因此測出的速度數值將比物體的真實數值小．
故答案為：時間；0.02s；（1）0.34；（2）0.88；（3）偏�。�

點評 解決本題的關鍵掌握紙帶的處理方法，會通過紙帶求解瞬時速度和加速度，關鍵是勻變速直線運動兩個重要推論的運用．