Question

20．（1）目前實驗室用的打點計時器所接電源均為頻率為50Hz的交流電源，每隔0.02秒打一次點．如果電網中交變電流的頻率是f=51Hz，而做實驗的同學并不知道，那么加速度的測量值與實際值相比偏�。ㄟx填：偏大、偏小或不變）．（說明：頻率升高，周期變短）
（2）關于電磁打點計時器的使用，下列說法中正確的是D
A．打點計時器應使用低壓直流電源，電壓為6V以下；
B．紙帶必須穿過限位孔，并注意把紙帶壓在復寫紙的上面；
C．要先釋放紙帶，再接通電源，紙帶通過后立即切斷電源；
D．為減小摩擦，每次實驗操作前應先將紙帶理順
（3）接在50Hz低壓交流電源上的打點計時器，在紙帶做勻加速直線運動時打出的一條紙帶，圖中所示的是每打5個點所取的計數(shù)點．由圖數(shù)據(jù)可求得：（結果保留兩位小數(shù)）①D點的速度為0.40m/s，②OF間的平均速度為0.33m/s．

Answer 1

分析 解決實驗問題首先要掌握該實驗原理，了解實驗的儀器、操作步驟和數(shù)據(jù)處理以及注意事項，
（1）如果在某次實驗中，交流電的頻率偏離50Hz，設f＞50Hz，那么實際打點周期變小，真實的加速度值就會偏大，
（2）紙帶實驗中，若紙帶勻變速直線運動，測得紙帶上的點間距，利用勻變速直線運動的推論；
（3）物體做勻加速直線運動，所以某一點的速度可由與之相鄰的兩點間的平均速度求出．利用v=$\frac{s}{t}$計算平均速度．

解答 解：（1）打點計時器有電磁打點計時器和電火花打點計時器兩種，若所接電源均為頻率為50Hz的交流電源，每隔0.02秒打一次點．
如果在某次實驗中，交流電的頻率偏離50Hz，設f＞50Hz，那么實際打點周期變小，
根據(jù)運動學公式△x=at²得：真實的加速度值就會偏大，
所以測量的加速度值與真實的加速度值相比是偏小．
（2）A、打點計時器應使用低壓交流電源，故A錯誤．
B、紙帶必須穿過限位孔，并注意把紙帶壓在復寫紙的下面，故B錯誤
C、要先接通電源，再釋放紙帶，故C錯誤
D、為減小摩擦，每次實驗操作前應先將紙帶理順，故D正確．
（3）圖中所示的是每打5個點所取的計數(shù)點．所以從紙帶上我們可以看出每兩個計數(shù)點間有4個計時點沒有畫出，
所以沒兩個計數(shù)點之間的時間間隔t=0.02s×5=0.1s
①物體做勻加速直線運動，所以D點的速度等于CE兩點間的平均速度：
v_D=$\frac{{s}_{CE}}{2t}$=$\frac{14.40cm-6.34cm}{2×0.1s}$=40.3cm/s=0.40m/s．
②OF間的平均速度為v_OF=$\frac{{s}_{OF}}{6t}$=$\frac{19.55cm}{6×0.1s}$≈33cm/s=0.33m/s．
故答案為：（1）0.02；偏��；（2）D；（3）0.40；0.33．

點評 本題考查勻變速直線運動的特點和一些規(guī)律．所以了解實驗的裝置和工作原理是關鍵．要注意單位的換算和有效數(shù)字的保留．