Question

14．我校高一同學在做“練習使用打點計時器”實驗中使用的打點計時器電火花打點計時器，打點計時器是一種計時儀器，其電源頻率為50Hz．
（1）使用的電壓是220V的交流電（選填“直流電”或“交流電”），它每隔0.02 s打一個點．
（2）接通打點計時器電源和讓紙帶開始運動，這兩個操作之間的時間順序關系是A
A．先接通電源，再讓紙帶運動
B．先讓紙帶運動，再接通電源
C．讓紙帶運動的同時接通電源
D．先讓紙帶運動或先接通電源都可以
（3）實驗時某位同學利用小車做勻加速運動打出的紙帶如圖所示，每兩個計數點之間還有四個計時點沒有畫出來，圖中上面的數字為相鄰兩個計數點間的距離．

①小車做勻加速直線運動的加速度a=2.02m/s²．
②打第4個計數點時紙帶的速度v₄=1.21m/s．（保留三位有效數字）

Answer 1

分析 打點計時器是一種計時儀器，其電源頻率為50Hz，常用的電磁打點計時器和電火花計時器使用的是交流電，它們是每隔0.02s打一個點；使用時應先給打點計時器通電打點，然后釋放紙帶讓紙帶，如果先放開紙帶開始運動，再接通打點計時時器的電源，紙帶上可能由很長一段打不上點；
根據連續相等時間內的位移之差是一恒量求出加速度的大小，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4點的瞬時速度．

解答 解：（1）常用的電火花計時器使用的是交流電220V，其電源頻率為50Hz，它們是每隔0.02s打一個點．
（2）開始記錄時，應先給打點計時器通電打點，然后釋放紙帶讓紙帶（隨物體）開始運動，如果先放開紙帶開始運動，再接通打點計時時器的電源，由于重物運動較快，不利于數據的采集和處理，會對實驗產生較大的誤差；同時先打點再釋放紙帶，可以使打點穩定，提高紙帶利用率，可以使紙帶上打滿點，故BCD錯誤，A正確．
故選：A
（3）每兩個計數點之間還有四個計時點沒有畫出來，因此相鄰計數點的周期為T=0.1s；
根據△x=aT²，結合作差法，解得：a=$\frac{0.111+0.131+0.151-0.05-0.0705-0.091}{9×0．{1}^{2}}$=2.02m/s²；
4點的瞬時速度等于35段的平均速度，則有：v₄=$\frac{{x}_{35}}{2T}$=$\frac{0.111+0.131}{2×0.1}$=1.21m/s．
故答案為：（1）220，交流電，0.02； （2）A； （3）①2.02，②1.21．

點評 對于基本儀器的使用和工作原理，我們不僅從理論上學習它，還要從實踐上去了解它，自己動手去做做，以加強基本儀器的了解和使用．
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．注意有效數字的保留．