Question

实验题
（1）电火花计时器使用交流电源，电压为220V．当电源的频率为50Hz时，打点计时器每隔______s打一个点，当交流电的频率为40Hz时，仍按50Hz计算，则测量的速度的数值比真实的速度数值______（选填“偏大”、“偏小”或“不变”）．
（2）如图1所示，一个小球从D点竖直上抛到最高点A的频闪照片，不计空气阻力，则小球在D、B两点的速度之比v_D：v_B=______，B到 A的距离和D到B的距离之比x_BA：x_DB=______．
（3）如图2所示，某同学在“研究匀变速直线运动”实验中，由打点计时器得到表示小车运动过程的一条清晰纸带，纸带上两相邻计数点的时间间隔为T，测得相邻两点距离分别为S₁、S₂、S₃、S₄、S₅、S₆，如图2所示．

用测得的物理量表示，A点处的瞬时速度大小v=______，加速度的大小a=______．
（4）某实验小组用如图3所示的实验装置，探究弹力和弹簧伸长的关系．实验主要操作步骤如下：先将待测弹簧的一端固定在铁架台上，然后将刻度尺竖直放在弹簧一侧，并使弹簧另一端的指针恰好落在刻度尺上．当弹簧自然下垂时，读取指针指示的刻度数值L；当弹簧下端挂一个50g的钩码，读取指针指示的刻度数值L₁；弹簧下端挂两个50g的钩码，读取指针指示的刻度数值L₂；…；挂6个50g的钩码时，读取指针指示的刻度数值L₆．他们采用图象法处理实验数据：以刻度尺读数L为横坐标，以所挂钩码质量m为纵坐标，所画图象如图4所示．根据该图象可知，实验小组采用的弹簧的劲度系数为k=______N/m；（结果保留3位数字）

Answer 1

【答案】分析：（1）了解打点计时器的原理和具体使用，尤其是在具体实验中的操作细节要明确即可正确解答本题；
（2）从D竖直上抛到A，反过来看就是自由落体运动，然后根据匀变速直线运动的规律以及推论即可正确求解；
（3）根据匀变速直线运动中某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度，根据匀变速运动在相邻的相等的时间内位移差是一恒量即△x=aT²，可以求出物体的速度加速度大小；
（4）根据胡克定律以及图象特点可以求出劲度系数的大小．
解答：解：（1）电火花打点计时器是使用220V交流电源的仪器，其打点周期与交流电的周期相同，若交流电频率为50赫兹，则其打点周期为0.02s，当电源频率为40Hz时，低于50Hz时，实际打点周期将变大，而进行计算时，仍然用0.02s，因此测出的速度数值将比物体的真实数值大．
故答案为：0.02s，偏大．
（2）物体可以看作从A自由下落到D，下落时间间隔相同，因此有：
h_AB：h_BC：h_CD=1：3：5   ①
由此可得：
 x_BA：x_DB=1：8．
根据运动学公式有：
          ②
           ③
联立①②③解得：v_D：v_B=3：1；
故答案为：v_D：v_B=3：1；  x_BA：x_DB=1：8．
（3）根据匀变速直线运动中某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度，得：

根据逐差法有：



=
故答案为：，
（4）弹簧所受拉力大小等于所挂物体重力大小，据此结合图象，在图象上任意取两点可求得斜率为：

统一单位后弹簧的劲度系数为：
k=5.44N/m．
故答案为：5.44．
点评：（1）对于基本仪器的使用，我们不仅从理论上学习它，还要从实践上去了解它，通过实践加深对基本仪器的理解和应用．
（2）熟练掌握竖直上抛运动的特点，正确应用初速度为零的匀变速直线运动的推论解题；
（3）掌握匀变速直线运动的规律以及推论，并能熟练应用来解决问题；
（4）对于探究弹力和弹簧伸长的关系的实验，考查了数据处理的有关知识，较好考查了学生数据处理能力．