Question

某同學用如圖1所示的裝置來研究自由落體運動是什么性質的運動．
圖2是實驗中利用打點計時器記錄自由落體運動的軌跡時，得到的一條紙帶，紙帶上的點是從放手開始打下的連續的計數點．兩點之間的距離，S₁=9.6mm，S₂=13.4mm，S₃=17.3mm，S₄=21.1mm，相鄰兩計數點的時間間隔為T．電源頻率為50Hz．

（1）下列說法中正確的是

AD

（雙選）
A．電火花打點計時器用的是220V交流電源
B．實驗中使用秒表測量時間
C．實驗時應先由靜止釋放紙帶，然后趕緊接通電源
D．求出的加速度一般比9.8m/s²小，是因為紙帶和重錘受到阻力
（2）通過對紙帶的分析，你認為自由落體運動是做

變速

（填“勻速”、“變速”）運動．你的判斷依據是：

在相等時間內，位移逐漸變大

．
（3）根據紙帶上的數據，用逐差法求加速度的表達公式a=

(S3+S4)-(S1+S2)

4T2

，（用已知物理量符號表示），加速度大小a=

a=9.63 m/s²

m/s²．（保留兩位小數）
（4）打點計時器打下F點，求物體在F點的速度公式V_F=

VF=

S3+S4

2T

，（用已知物理量符號表示），大小為V_F=

0.96 m/s

m/s（保留兩位小數）

Answer 1

分析：（1）電火花計時器使用的是220V的交流電源，打點加速器每隔0.02s打一個點，可以直接讀出兩點的時間．做實驗時，應先接通電源，后釋放紙帶．
（2）通過相等時間內的位移判斷自由落體運動的性質．
（3）根據△x=aT²求加速度，a1=

s3-s1

2T2

，a2=

s4-s2

2T2

，然后求出加速度的平均值．
（4）某段時間內瞬時速度等于中間時刻的瞬時速度，根據這一推論求出F點的速度．

解答：解：（1）A、電火花打點計時器用的是220V交流電源，故A正確．
         B、打點計時器直接可以記錄時間，不需秒表．故B錯誤．
         C、實驗時應先接通電源，后釋放紙帶．故C錯誤．
         D、求出的加速度一般比9.8m/s²小，是因為紙帶和重錘受到阻力，使得加速度小于g．故D正確．故選AD．
（2）在相等時間內，紙帶的位移越來越大．所以紙帶做加速運動．
（3）由△x=aT²得，a1=

s3-s1

2T2

，a2=

s4-s2

2T2

，則a=

a1+a2

2

=

(S3+S4)-(S1+S2)

4T2

．代入數據得，a=9.63m/s²．
（4）F點的瞬時速度等于EG間的平均速度，所以VF=

S3+S4

2T

，代入數據得，v=0.96m/s．
故答案為：（1）AD （2）變速，在相等時間內，位移逐漸變大 （3）

(S3+S4)-(S1+S2)

4T2

，9.63 m/s² ．（4）
VF=

S3+S4

2T

，0.96．

點評：解決本題的關鍵會對紙帶進行處理，從紙帶上會求瞬時速度和加速度．