Question

打點計時器是高中物理中重要的物理實驗儀器，圖中甲、乙兩種打點計時器是高中物理實驗中常用的，請回答下面的問題．
（1）甲圖是

 

計時器，采用的是

 

交流電源．（填“低壓”、“220V”）
（2）乙圖是

 

_計時器，采用的是

 

交流電源．（填“低壓”、“220V”）
（3）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=

 

 m/s，物體的加速度a=

 

 m/s²．（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

 

cm．

Answer 1

分析：了解打點計時器的構造、工作原理、工作特點等，比如工作電壓、打點周期等，掌握基本儀器的使用，能夠正確的使用打點計時器．正確根據勻變速直線運動的規律對紙帶進行數據處理．根據勻變速直線運動的推論公式△x=aT²可以求出加速度的大小，根據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1點時小車的瞬時速度大小．

解答：解：（1）甲圖是電磁打點計時器，使用交流電源的計時儀器，采用的是低壓交流電源；
（2）乙圖是電火花打點計時器，工作電壓是220V交流電源；
（3）①由于每相鄰兩個計數點間還有4個點沒有畫出，所以相鄰的計數點間的時間間隔T=0.1s，
根據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1點時小車的瞬時速度大小．
v₁=

x02

t02

=

0.0355

2×0.1

=0.18m/s
設0到1之間的距離為x₁，以后各段分別為x₂、x₃、x₄，
根據勻變速直線運動的推論公式△x=aT²可以求出加速度的大小，
得：x₃-x₁=2a₁T² 
x₄-x₂=2a₂T² 
為了更加準確的求解加速度，我們對兩個加速度取平均值
得：a=

1

2

（a₁+a₂）
即小車運動的加速度計算表達式為：a=

x24- x02

4T2

=

0.1010-0.0355-0.0355

4×(0.1)2

m/s²=0.75m/s²
②在勻變速直線運動中，連續相等時間內位移之差相等，即△x=aT²．
則4、5間的距離為 x₄₅=x₀₁+4△x=1.40cm+4×0.75×（0.1）²cm=4.40cm
則計數點5的數值為 x₅=x₀₄+x₄₅=10.10+4.40=14.50cm
故答案為：
（1）電磁打點，低壓 （2）電火花，220v．
（3）①0.18，0.75，
②14.50

點評：對于基本儀器的使用，我們不僅從理論上學習它，還要從實踐上去了解它，自己動手去操作，深刻了解具體操作細節的含義，學會正確進行數據處理．
要提高應用勻變速直線的規律以及推論解答實驗問題的能力，在平時練習中要加強基礎知識的理解與應用．