Question

某同學用如圖所示裝置探究重物下落的速度隨時間變化規(guī)律
（1）電火花計時器的工作電源為

交流

220V（填“直流”或“交流”），頻率50Hz，則兩鄰兩個計時點間的時間為

0.02

s．
（2）打出的紙帶如圖所示，實驗時紙帶的

乙

端應(yīng)和重物相連接．（選填“甲”或“乙”）
（3）在測定重物下落加速度的實驗中，上圖為一次實驗得到的一條紙帶，紙帶上每相鄰的兩計數(shù)點間都有四個點未畫出，按時間順序取為0、1、2、3、4、5、6七個計數(shù)點，用米尺量出1、2、3、4、5、6點到0點的距離如圖所示（單位：cm）．由紙帶數(shù)據(jù)計算可得打計數(shù)點4時小車的瞬時速度大小 v₄=

4.04-4.08

m/s．
（4）本實驗操作中，能否先放紙帶，后開電源？答：

不能

（填“能”或“不能”）
（5）要探究重物下落速度隨時間變化規(guī)律，試寫出主要實驗步驟？答：

①測各段距離，算出1、2、3、4、5點速度，②求出各段加速度或作v-t圖線；③由計算結(jié)果或v-t圖線得出結(jié)論．

（6）本實驗測各計數(shù)點速度時，誤差產(chǎn)生的可能原因有？答：

刻度尺本身不準確，讀數(shù)的偶然誤差，電壓頻率不能穩(wěn)定在50Hz，空氣阻力，紙帶受到摩擦

．

Answer 1

分析：（1）了解打點計時器的構(gòu)造和構(gòu)造原理即可正確解答；
（2）物體做加速運動，根據(jù)紙帶上計數(shù)點之間的間距可判斷重物與那端相連；
（3）根據(jù)勻變速直線運動中時間中點的瞬時速度大小等于該過程中的平均速度大小可以正確求出打計數(shù)點4時小車的瞬時速度大小；
（4）熟練使用打點計時器，明確釋放紙帶和接通電源之間的先后關(guān)系；
（5）根據(jù)實驗原理，本著先進行實驗，后數(shù)據(jù)處理的原則可正確求解；
（6）明確實驗原理，知道實驗需要進行哪些物理量的測量，正確分析誤差產(chǎn)生的原因．

解答：解：（1）根據(jù)打點計時器的工作原理可知，電火花打點計時器是使用220伏交流電源的儀器，其打點周期與交流電周期相同，若交流電的頻率50Hz，則其打點周期為0.02s．
故答案為：交流，0.02s．
（2）物體做加速運動，計數(shù)點之間的距離越來越大，因此實驗時紙帶的乙端與重物相連．
故答案為：乙．
（3）根據(jù)勻變速直線運動中時間中點的瞬時速度大小等于該過程中的平均速度大小，有：
v4=

x35

2T

=

(14.55-6.45)cm

2×0.1s

=4.05m/s
由于計數(shù)點4是好幾段位移的中點，因此可以用其它位移除以相應(yīng)時間求出打計數(shù)點4時物體速度大�。�
故答案為：4.04-4.08m/s．
（4）在實驗中為了使打點穩(wěn)定，同時為了在紙帶上打出更多的點，提高紙帶的利用率，一定要先接通電源打點，后釋放物體運動，順序不能顛倒．
故答案為：不能．
（5）根據(jù)實驗原理，本著先進行實驗，后數(shù)據(jù)處理的原則，故可以設(shè)計步驟為：
故答案為：①測各段距離，算出1、2、3、4、5點速度，
②求出各段加速度或作v-t圖線，
③由計算結(jié)果或v-t圖線得出結(jié)論．
（6）實驗中需要測量各個計數(shù)點之間的距離，因此測量時會產(chǎn)生偶然誤差，物體下落過程中存在空氣阻力以及紙帶與打點計時器之間的摩擦都會對實驗造成影響，若電源工作頻率不穩(wěn)定，而在進行數(shù)據(jù)處理仍然按打點周期為0.02s計算會造成誤差．
故答案為：刻度尺本身不準確，讀數(shù)的偶然誤差，電壓頻率不能穩(wěn)定在50Hz，空氣阻力，紙帶受到摩擦．

點評：明確實驗原理，了解具體實驗操作，熟練應(yīng)用基本物理知識解答實驗問題，并能依據(jù)實驗原理和有關(guān)數(shù)據(jù)的測量進行誤差分析．