Question

12．某同學(xué)在做“探究小車速度隨時(shí)間變化規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，請正確回答和計(jì)算下列問題：
（1）實(shí)驗(yàn)時(shí)，要用到打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是一種計(jì)時(shí)儀器，其電源頻率為50Hz，常用的電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的是交流電（直流電，交流電），但前者所接工作電壓應(yīng)在6V以下，后者所接工作電壓為220V．
（2）在使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器時(shí)，應(yīng)先把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定，讓紙帶穿過限位孔，把復(fù)寫紙片套在定位軸上，并且壓在紙帶上面．
（3）若某次實(shí)驗(yàn)時(shí)交流電的頻率變小了而未被發(fā)現(xiàn)，則測得小車的速度與小車真實(shí)速度相比偏大（填“偏大”、“偏小”或“不變”）．
（4）實(shí)驗(yàn)中關(guān)于打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的操作正確的是D
A．也可以用干電池作為打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源
B．使用時(shí)應(yīng)當(dāng)先放開小車，再接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源
C．先讓紙帶運(yùn)動或先接通電源都可以．
D．每打完一條紙帶都要及時(shí)切斷打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源
（5）根據(jù)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶，我們可以從紙帶上直接得到的物理量是A組（選填字母選項(xiàng)）
①時(shí)間          ②位移         ③瞬時(shí)速度              ④平均速度
A．①②B．②③C．①③D．②④
（6）若通過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器得到的一條紙帶上的點(diǎn)跡分布不均勻，下列判斷正確的是BC
A、點(diǎn)跡密集的地方物體運(yùn)動的速度比較大                  B、點(diǎn)跡密集的地方物體運(yùn)動的速度比較小
C、點(diǎn)跡不均勻說明物體做變速運(yùn)動                        D、點(diǎn)跡不均勻說明打點(diǎn)計(jì)時(shí)器有故障
（7）如圖是某同學(xué)在做“測定勻加速直線運(yùn)動的加速度”實(shí)驗(yàn)中的一條紙帶，每相鄰兩個(gè)點(diǎn)中間還有四個(gè)點(diǎn)未畫出．打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接在頻率為50赫茲的電源上．其中x₁=2.50cm，x₂=7.50cm，x₃=15.0cm．（計(jì)算結(jié)果均保留三位有效數(shù)字）．
①打點(diǎn)1的瞬時(shí)速度為0.375m/s
②則小車的加速度a=2.50m/s²
③點(diǎn)1到點(diǎn)3的平均速度大小是0.625m/s．

Answer 1

分析 打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是一種計(jì)時(shí)儀器，其電源頻率為50Hz，常用的電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和電火花計(jì)時(shí)器使用的是交流電，它們是每隔0.02s打一個(gè)點(diǎn)；使用時(shí)應(yīng)先給打點(diǎn)計(jì)時(shí)器通電打點(diǎn)，然后釋放紙帶讓紙帶，如果先放開紙帶開始運(yùn)動，再接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源，紙帶上可能有很長一段打不上點(diǎn)；
能夠知道相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的時(shí)間間隔．了解打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的打點(diǎn)原理，能通過紙帶分析紙帶的運(yùn)動情況．
根據(jù)某段時(shí)間內(nèi)的平均速度等于中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度，求出1點(diǎn)的速度，即1點(diǎn)的速度等于02段得平均速度．根據(jù)連續(xù)相等時(shí)間內(nèi)位移之差是一恒量，△x=aT²，求出加速度．

解答 解：（1）打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是一種計(jì)時(shí)儀器，其電源頻率為50Hz，常用的電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和電火花計(jì)時(shí)器使用的是交流電，它們是每隔0.02s打一個(gè)點(diǎn)．
電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所接工作電壓應(yīng)在6V以下，電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所接工作電壓為 220V；
（2）在使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器時(shí)，應(yīng)先把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定，讓紙帶穿過限位孔，把復(fù)寫紙片套在定位軸上，并且壓在紙帶上面；
（3）如果在某次實(shí)驗(yàn)中，交流電的頻率偏離50Hz，設(shè)f＜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)的加速度值就會偏小，
所以測量的加速度值與真實(shí)的加速度值相比是偏大．
（4）A、電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器應(yīng)使用4-6V的交流電，故A錯(cuò)誤；
B、實(shí)驗(yàn)時(shí)，如果先放開小車，再接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源，由于小車運(yùn)動較快，可能會使打出來的點(diǎn)很少，不利于數(shù)據(jù)的采集和處理．所以應(yīng)該先接通電源，后讓紙帶運(yùn)動，故BC錯(cuò)誤；
D、每打完一條紙帶要及時(shí)切斷打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源，故D正確；
（5）根據(jù)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶，我們可以從紙帶上直接得到的物理量是時(shí)間與位移，而平均速度與瞬時(shí)速度均要通過計(jì)算求得，故A正確，BCD錯(cuò)誤．
（6）A、相鄰計(jì)時(shí)點(diǎn)的時(shí)間間隔相等，點(diǎn)跡密集的地方，相鄰計(jì)時(shí)點(diǎn)的距離小，所以物體運(yùn)動的速度比較大小，故A錯(cuò)誤，B正確．
C、相鄰計(jì)時(shí)點(diǎn)的時(shí)間間隔相等，點(diǎn)跡不均勻說明物體做變速運(yùn)動，故C正確，D錯(cuò)誤．
故選：BC．
（7）①1點(diǎn)的瞬時(shí)速度等于02段的平均速度，所以V₁=$\frac{{x}_{02}}{2T}$=$\frac{0.075}{0.2}$m/s=0.375m/s
 ②由△x=aT²，T=0.1s，且△x=2.5cm=0.025m
得 a=$\frac{△x}{{T}^{2}}$=$\frac{0.025}{0．{1}^{2}}$=2.50m/s²
③點(diǎn)1到點(diǎn)3的平均速度大小是$\overline{v}$=$\frac{{x}_{3}-{x}_{1}}{2T}$=$\frac{0.15-0.025}{0.2}$=0.625m/s；
故答案為：（1）計(jì)時(shí)，交流電，6，220；
（2）限位孔，紙帶上面；（3）偏大；（4）D；（5）A；（6）BC；
（7）①0.375，②2.50，③0.625．

點(diǎn)評 本題比較簡單，考查了打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的基本知識，平時(shí)要加強(qiáng)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)的實(shí)際操作，提高操作技能和數(shù)據(jù)處理能力．
解決本題的關(guān)鍵掌握勻變速直線運(yùn)動某段時(shí)間內(nèi)的平均速度等于中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度．以及在連續(xù)相等時(shí)間內(nèi)位移之差是一恒量．