Question

12．打點計時器是高中物理中重要的實驗儀器，下圖中的甲、乙兩種打點計時器是高中物理實驗中常用的，請回答下面的問題：

（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4-6V”、“交流220V”、四節(jié)干電池）．
（2）某同學(xué)在“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”的實驗中，用打點計時器記錄了被小車拖動的紙帶的運動情況，在紙帶上確定出A、B、C、D、E、F、G共7個計數(shù)點，其相鄰點間的距離如圖丙所示，每兩個相鄰的計數(shù)點之間還有4個打印點未畫出．

	VB	VC	VD	VE	VF
數(shù)值 （m/s）		0.479	0.560	0.640

①試根據(jù)紙帶上各個計數(shù)點間的距離，計算出打下B、F兩個點時小車的瞬時速度，并將計算結(jié)果填入上表中，要求保留3位有效數(shù)字．
②將B、C、D、E、F各個時刻的瞬時速度標(biāo)在直角坐標(biāo)系中，并畫出小車的瞬時速度隨時間變化的關(guān)系圖線．
③由所畫速度-時間圖象求出小車加速度為0.8m/s²．
④根據(jù)速度-時間圖象判斷，在打A計數(shù)點時，小車的速度v_A=0.33m/s．
（3）打點計時器原來使用的電源的頻率是50Hz，若在實驗過程中交流電的頻率為60Hz而未被發(fā)覺，這樣計算出的加速度值與真實值相比將偏�。ㄌ睢捌�大”、“偏小”或“不變”）．

Answer 1

分析 電磁打點計時器使用4-6V的交流電源，電火花打點計時器使用220V的交流電源．
根據(jù)勻變速直線運動中時間中點的速度等于該過程中的平均速度，可以求出打紙帶上記數(shù)點時的瞬時速度大�。�
用描點法作出v-t圖象，求出斜率即為加速度大�。�

解答 解：（1）圖1乙是電火花打點計時器，電源采用的是交流220V．
（2）①由于每相鄰兩個計數(shù)點間還有4個點沒有畫出，所以相鄰的計數(shù)點間的時間間隔t=0.02×5=0.1s，
根據(jù)勻變速直線運動中時間中點的速度等于該過程中的平均速度，可以求出打紙帶上某點時小車的瞬時速度大�。�
v_B=$\frac{0.0362+0.0438}{2×0.1}$=0.400m/s；
v_F=$\frac{0.0680+0.0762}{2×0.1}$=0.721m/s；
②根據(jù)表中實驗數(shù)據(jù)在坐標(biāo)系內(nèi)描出對應(yīng)點，然后作出圖象如圖所示：

③由圖示圖象可知，加速度：a=$\frac{0.730-0.330}{0.5}$=0.80m/s²．
（3）圖線的縱軸截距表示A點的速度，v_A=0.33m/s．
（4）當(dāng)電源頻率變?yōu)?0Hz時，根據(jù)T=$\frac{1}{f}$ 可知，實際打點周期將變小，而進(jìn)行計算時，仍然用時間間隔還是按照0.02s計算，因此測出的速度數(shù)值將比物體的真實數(shù)值�。�若打點計時器的電壓發(fā)生了改變，而做實驗的同學(xué)并不知道，那么加速度的測量值與真實值相比將不變．
故答案為：（1）電火花、交流220V；
（2）①0.400，0.721； ②如上圖所示；
③0.8； ④0.33；        
（3）偏�。�

點評 掌握v-t圖象的描繪，能根據(jù)圖象的斜率求出加速度．
要提高應(yīng)用勻變速直線的規(guī)律以及推論解答實驗問題的能力，在平時練習(xí)中要加強(qiáng)基礎(chǔ)知識的理解與應(yīng)用．
要注意單位的換算和有效數(shù)字的保留．