Question

某同学用如图1所示的装置来研究自由落体运动是什么性质的运动．
图2是实验中利用打点计时器记录自由落体运动的轨迹时，得到的一条纸带，纸带上的点是从放手开始打下的连续的计数点．两点之间的距离，S₁=9.6mm，S₂=13.4mm，S₃=17.3mm，S₄=21.1mm，相邻两计数点的时间间隔为T．电源频率为50Hz．

（1）下列说法中正确的是

AD

（双选）
A．电火花打点计时器用的是220V交流电源
B．实验中使用秒表测量时间
C．实验时应先由静止释放纸带，然后赶紧接通电源
D．求出的加速度一般比9.8m/s²小，是因为纸带和重锤受到阻力
（2）通过对纸带的分析，你认为自由落体运动是做

变速

（填“匀速”、“变速”）运动．你的判断依据是：

在相等时间内，位移逐渐变大

．
（3）根据纸带上的数据，用逐差法求加速度的表达公式a=

(S3+S4)-(S1+S2)

4T2

，（用已知物理量符号表示），加速度大小a=

a=9.63 m/s²

m/s²．（保留两位小数）
（4）打点计时器打下F点，求物体在F点的速度公式V_F=

VF=

S3+S4

2T

，（用已知物理量符号表示），大小为V_F=

0.96 m/s

m/s（保留两位小数）

Answer 1

分析：（1）电火花计时器使用的是220V的交流电源，打点加速器每隔0.02s打一个点，可以直接读出两点的时间．做实验时，应先接通电源，后释放纸带．
（2）通过相等时间内的位移判断自由落体运动的性质．
（3）根据△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）某段时间内瞬时速度等于中间时刻的瞬时速度，根据这一推论求出F点的速度．

解答：解：（1）A、电火花打点计时器用的是220V交流电源，故A正确．
         B、打点计时器直接可以记录时间，不需秒表．故B错误．
         C、实验时应先接通电源，后释放纸带．故C错误．
         D、求出的加速度一般比9.8m/s²小，是因为纸带和重锤受到阻力，使得加速度小于g．故D正确．故选AD．
（2）在相等时间内，纸带的位移越来越大．所以纸带做加速运动．
（3）由△x=aT²得，a1=

s3-s1

2T2

，a2=

s4-s2

2T2

，则a=

a1+a2

2

=

(S3+S4)-(S1+S2)

4T2

．代入数据得，a=9.63m/s²．
（4）F点的瞬时速度等于EG间的平均速度，所以VF=

S3+S4

2T

，代入数据得，v=0.96m/s．
故答案为：（1）AD （2）变速，在相等时间内，位移逐渐变大 （3）

(S3+S4)-(S1+S2)

4T2

，9.63 m/s² ．（4）
VF=

S3+S4

2T

，0.96．

点评：解决本题的关键会对纸带进行处理，从纸带上会求瞬时速度和加速度．