Question

某同學(xué)在做“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)請你幫助解決下列問題．
（1）在做用打點(diǎn)計時器測速度的實(shí)驗(yàn)中，要用到打點(diǎn)計時器，打點(diǎn)計時器是一種

計時

儀器，在圖1所示打點(diǎn)計時器的結(jié)構(gòu)圖中，編號②的名稱是

線圈

； 編號④的名稱是

永久磁鐵

，編號⑤的名稱是

振針

．現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)室多用電火花計時器，其電源電壓是

交

流

220

V，我國常用的電源頻率為50Hz，它每隔

0.02

s打一個點(diǎn)．
（2）在實(shí)驗(yàn)的過程中，有如下基本步驟，它們正確的排列順序?yàn)?!--BA-->

ABDCFE

（只填字母）．
A．把打點(diǎn)計時器固定在桌子上          B．安好紙帶
C．松開紙帶讓物體帶著紙帶運(yùn)動        D．接通低壓交流電源
E．取下紙帶                          F．?dāng)嚅_開關(guān)
（3）該同學(xué)得到如圖2所示的紙帶，并在這條紙帶上取好了計數(shù)點(diǎn)（每兩個計數(shù)點(diǎn)間還有4個點(diǎn)未畫出）．計數(shù)點(diǎn)的編號依次為：A、B、C、D、E，各點(diǎn)與A點(diǎn)間的距離如圖所示．根據(jù)該同學(xué)打出的紙帶我們可以判斷小車與紙帶的

右

（填“左”或“右”）端相連，計算可知D點(diǎn)對應(yīng)小車的速度是

2.16

m/s，AE間的平均速度是

2.33

m/s，小車運(yùn)動的加速度大小是

4.02

m/s²．（結(jié)果保留3位有效數(shù)字）
（4）實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，該同學(xué)發(fā)現(xiàn)這樣計算出的加速度值比真實(shí)值偏大，形成誤差的原因可能是

C

A．實(shí)驗(yàn)時電源的電壓高于220V
B．實(shí)驗(yàn)時打點(diǎn)計時器用的是直流電源
C．實(shí)驗(yàn)時打點(diǎn)計時器的工作頻率小于50Hz
D．實(shí)驗(yàn)時打點(diǎn)計時器的工作電流小于額定電流．

Answer 1

分析：正確解答本題需要掌握：明確該實(shí)驗(yàn)的具體操作細(xì)節(jié)和注意事項(xiàng)；
正確根據(jù)勻變速直線運(yùn)動的規(guī)律對紙帶進(jìn)行數(shù)據(jù)處理．

解答：解：（1）在做用打點(diǎn)計時器測速度的實(shí)驗(yàn)中，要用到打點(diǎn)計時器，打點(diǎn)計時器是一種計時儀器，在圖1所示打點(diǎn)計時器的結(jié)構(gòu)圖中，編號②的名稱是線圈； 編號④的名稱是永久磁鐵，編號⑤的名稱是振針．現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)室多用電火花計時器，其電源電壓是交流220V，我國常用的電源頻率為50Hz，它每隔0.02s打一個點(diǎn)．
（2）在實(shí)驗(yàn)的過程中，有如下基本步驟，它們正確的排列順序?yàn)?br />A．把打點(diǎn)計時器固定在桌子上          
B．安好紙帶
D．接通低壓交流電源
C．松開紙帶讓物體帶著紙帶運(yùn)動
 F．?dāng)嚅_開關(guān)
E．取下紙帶
（3）從紙帶上的數(shù)據(jù)我們可以發(fā)現(xiàn)：從計數(shù)點(diǎn)A到E相鄰的計數(shù)點(diǎn)距離越來越小，所以計數(shù)點(diǎn)A到E的速度在減�。�
而小車做的是加速運(yùn)動，所以小車與紙帶的右端相連．
利用勻變速直線運(yùn)動的推論得：
v_D=

xCE

tCE

=2.16m/s

.

vAE

=

xAE

tAE

=2.33m/s
根據(jù)運(yùn)動學(xué)公式得：△x=at²，
a=

xAC-xCE

4T2

=4.02m/s²．
（4）A．實(shí)驗(yàn)時電源的電壓高于220V，不影響打點(diǎn)周期．
B．實(shí)驗(yàn)時打點(diǎn)計時器用的是直流電源，無法實(shí)驗(yàn)．
C．實(shí)驗(yàn)時打點(diǎn)計時器的工作頻率小于50Hz，那么實(shí)際打點(diǎn)周期變大，根據(jù)運(yùn)動學(xué)公式△x=at²得：真實(shí)的加速度值就會偏�。�所以測量的加速度值與真實(shí)的加速度值相比是偏大．
D．實(shí)驗(yàn)時打點(diǎn)計時器的工作電流小于額定電流．不影響打點(diǎn)周期．
故選C．
答：（1）計時，線圈，永久磁鐵，振針，交，220，0.02
（2）ABDCFE
（3）右，2.16，2.33，4.02
（4）C

點(diǎn)評：對于“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”這樣的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)，同學(xué)們一定要到實(shí)驗(yàn)室親自操作，才能深刻理解實(shí)驗(yàn)步驟、注意事項(xiàng)、數(shù)據(jù)處理等問題的細(xì)節(jié)．
要注意單位的換算和有效數(shù)字的保留．