Question

某同學在做“探究小車速度隨時間變化的規律”的實驗請你幫助解決下列問題．
（1）在做用打點計時器測速度的實驗中，要用到打點計時器，打點計時器是一種

計時

儀器，在圖1所示打點計時器的結構圖中，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

．現在實驗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．
（2）在實驗的過程中，有如下基本步驟，它們正確的排列順序為

ABDCFE

（只填字母）．
A．把打點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動        D．接通低壓交流電源
E．取下紙帶                          F．斷開開關
（3）該同學得到如圖2所示的紙帶，并在這條紙帶上取好了計數點（每兩個計數點間還有4個點未畫出）．計數點的編號依次為：A、B、C、D、E，各點與A點間的距離如圖所示．根據該同學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點對應小車的速度是

2.16

m/s，AE間的平均速度是

2.33

m/s，小車運動的加速度大小是

4.02

m/s²．（結果保留3位有效數字）
（4）實驗結束后，該同學發現這樣計算出的加速度值比真實值偏大，形成誤差的原因可能是

C

A．實驗時電源的電壓高于220V
B．實驗時打點計時器用的是直流電源
C．實驗時打點計時器的工作頻率小于50Hz
D．實驗時打點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：明確該實驗的具體操作細節和注意事項；
正確根據勻變速直線運動的規律對紙帶進行數據處理．

解答：解：（1）在做用打點計時器測速度的實驗中，要用到打點計時器，打點計時器是一種計時儀器，在圖1所示打點計時器的結構圖中，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．現在實驗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．
（2）在實驗的過程中，有如下基本步驟，它們正確的排列順序為
A．把打點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動
 F．斷開開關
E．取下紙帶
（3）從紙帶上的數據我們可以發現：從計數點A到E相鄰的計數點距離越來越小，所以計數點A到E的速度在減小．
而小車做的是加速運動，所以小車與紙帶的右端相連．
利用勻變速直線運動的推論得：
v_D=

xCE

tCE

=2.16m/s

.

vAE

=

xAE

tAE

=2.33m/s
根據運動學公式得：△x=at²，
a=

xAC-xCE

4T2

=4.02m/s²．
（4）A．實驗時電源的電壓高于220V，不影響打點周期．
B．實驗時打點計時器用的是直流電源，無法實驗．
C．實驗時打點計時器的工作頻率小于50Hz，那么實際打點周期變大，根據運動學公式△x=at²得：真實的加速度值就會偏小．所以測量的加速度值與真實的加速度值相比是偏大．
D．實驗時打點計時器的工作電流小于額定電流．不影響打點周期．
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

點評：對于“探究小車速度隨時間變化的規律”這樣的基礎實驗，同學們一定要到實驗室親自操作，才能深刻理解實驗步驟、注意事項、數據處理等問題的細節．
要注意單位的換算和有效數字的保留．