Question

15．打點計時器是高中物理中重要的實驗儀器，下圖中甲、乙兩種打點計時器是高中物理實驗中常用的，請回答下列問題：
（1）圖乙是電火花（填“電磁”或“電火花”）打點計時器，電源采用的是交流220V（填“交流220V”、“交流4-6V”、四節干電池）．
（2）在某次實驗中，物體拖動紙帶做勻加速直線運動，打點計時器所用的電源頻率為50Hz，實驗得到的一條紙帶如圖丙所示，紙帶上每相鄰的兩個計數點之間都有4個點未畫出．按時間順序取0、1、2、3、4、5六個計數點，實驗中用直尺量出各計數點到0點的距離如圖丙所示（單位：cm）
①在計數點1所代表的時刻，紙帶運動的瞬時速度為v₁=0.24m/s（保留兩位有效數字）
②該同學在測量的時候沒有將計數點5的數值記錄下來，根據前面的數值可以推算出計數點5到0點的距離為18.0　cm．
（3）在研究勻變速直線運動的實驗中，算出小車經過各計數點的瞬時速度，為了計算加速度，合理的方法是C
A．根據任意兩計數點的速度用公式a=$\frac{△v}{△t}$算出加速度
B．根據實驗數據畫出v-t圖象，量取其傾角，由公式a=tanα求出加速度
C．根據實驗數據畫出v-t圖象，由圖象上相距較遠的兩點所對應的速度、時間用公式a=$\frac{△v}{△t}$算出加速度?
D．依次算出通過連續兩計數點間的加速度，算出平均值作為小車的加速度．

Answer 1

分析 （1）明確打點計時器的工作原理，知道電火花式打點計時器和電磁式的區別；
（2）根據某段時間內的平均速度等于中間時刻的瞬時速度求出計數點1的瞬時速度，根據連續相等時間內的位移之差是一恒量求出點5和0的距離；
（3）通過題目給出的數據作出速度-時間圖象，解出其斜率即是小車的加速度．

解答 解：（1）圖乙是電火花（填“電磁”或“電火花”）打點計時器，電源采用的是交流220V；
（2）①點1的瞬時速度為：${v_1}=\frac{{{x_{02}}}}{2T}=\frac{{4.8×1{0^{-2}}}}{0.2}m/s=0.24m/s$
②由于x₀₁=2.0cm，x₁₂=2.8cm，x₂₃=3.6cm，x₃₄=4.4cm，
可知連續相等時間內的位移之差為：△x=0.8cm，
故有：x₄₅=x₃₄+△x=4.4+0.8cm=5.2cm，
故計數點5到0點的距離為：x₅=12.8+5.2cm=18cm；
（3）解：AC、在處理實驗數據時，如果只使用其中兩個數據，由于偶然誤差的存在可能會造成最后誤差較大；所以我們可以根據實驗數據畫出v-t圖象，考慮到誤差，不可能是所有點都整齊的排成一條直線，連線時，應該盡量使那些不能畫在線上的點均勻地分布在線的兩側，這樣圖線上會舍棄誤差較大的點，由圖線上任意兩點所對應的速度及時間，用公式a=$\frac{△v}{△t}$算出加速度，所以誤差小；故A錯誤，C正確．
B、根據實驗數據畫出v-t圖象，當縱坐標取不同的標度時，圖象的傾角就會不同，所以量出其傾角，用公式a=tanα算出的數值并不是加速度，故B錯誤．
D、這種方法是不對的，因為根本就不知道加速度是一個什么函數，如果是一個變化值這種方法完全是錯誤的，除非你能確定加速度是什么函數，故D錯誤．
故選：C
故答案為：（1）電火花，交流220V；（2）①0.24；②18.0；（3）C．

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的兩個重要推論的運用．