Question

6．在“測(cè)定勻變速直線運(yùn)動(dòng)加速度”的實(shí)驗(yàn)中：
（1）除打點(diǎn)計(jì)時(shí)器（含紙帶、復(fù)寫(xiě)紙）、小車、一端附有滑輪的長(zhǎng)木板、細(xì)繩、鉤碼、導(dǎo)線及開(kāi)關(guān)外，在下面的儀器和器材中，必須使用的有AC．（填選項(xiàng)代號(hào)）
A．電壓合適的50Hz 交流電源
B．電壓可調(diào)的直流電源
C．刻度尺
D．秒表
E．天平
（2）實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，下列做法正確的是AD．
A．先接通電源，再使紙帶運(yùn)動(dòng)
B．先使紙帶運(yùn)動(dòng)，再接通電源
C．將接好紙帶的小車停在靠近滑輪處
D．將接好紙帶的小車停在靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器處
（3）如圖是用小車拖動(dòng)紙帶用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)定勻變速運(yùn)動(dòng)的加速度打出的一條紙帶．A、B、C、D、E為我們?cè)诩垘�上所選的計(jì)數(shù)點(diǎn)．相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為0.1秒．

試求：打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下C點(diǎn)時(shí)小車的瞬時(shí)速度為0.30m/s；打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下E點(diǎn)時(shí)小車的瞬時(shí)速度為0.38m/s；小車的加速度的大小為0.40m/s²．（計(jì)算結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字）
（4）如果當(dāng)時(shí)電網(wǎng)中交變電流的頻率是f=49Hz，而做實(shí)驗(yàn)的同學(xué)并不知道，則加速度的測(cè)量值比實(shí)際值偏大．（填“大”或“小”）

Answer 1

分析 （1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)的原理確定需要測(cè)量的物理量，從而確定所需的器材．
（2）在操作過(guò)程中，應(yīng)先接通電源，再釋放紙帶，接好紙帶的小車應(yīng)停在靠近滑輪處．
（3）根據(jù)連續(xù)相等時(shí)間內(nèi)的位移之差是一恒量，求出加速度的大小，根據(jù)某段時(shí)間內(nèi)的平均速度等于中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度求出B點(diǎn)的瞬時(shí)速度．
（4）明確周期和頻率之間的關(guān)系，了解真實(shí)值和測(cè)量值之間的關(guān)系，可正確解答．

解答 解：（1）使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是需要用電壓合適的交流電源；處理紙帶時(shí)需要用刻度尺．故選：AC．
（2）實(shí)驗(yàn)操作時(shí)，用將接好紙帶的小車停在靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器處，先接通電源，再釋放紙帶．故A、D正確．
（3）根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律有：
v_c=$\frac{{x}_{AE}}{4T}$=$\frac{120.0×1{0}^{-3}}{0.4}$m/s=0.30m/s
由題意可知：x₁=24mm=2.4cm，x₂=52mm-24mm=2.8cm，x₃=84mm-52mm=3.2cm，
x₄=120mm-84mm=3.6cm
根據(jù)△x=aT²，其中△x=0.4cm，T=0.1s，故帶入數(shù)據(jù)解得：a=0.40m/s²；
依據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式v_E=v_C+2aT，則有v_E=0.3+0.4×0.2=0.38m/s；
（4）如果在某次實(shí)驗(yàn)中，交流電的頻率為49Hz，那么實(shí)際周期大于0.02s，則打出的對(duì)應(yīng)點(diǎn)與電網(wǎng)中交變電流的頻率正常時(shí)（頻率是f=50Hz）比較間距將變大，
根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式△x=at²得，所以測(cè)量的加速度值與真實(shí)的加速度值相比是偏大的．
故答案為：（1）AC；（2）AD； （3）0.30，0.38，0.40；（4）大．

點(diǎn)評(píng) 提高應(yīng)用勻變速直線的規(guī)律以及推論解答實(shí)驗(yàn)問(wèn)題的能力，在平時(shí)練習(xí)中要加強(qiáng)基礎(chǔ)知識(shí)的理解與應(yīng)用；解決本題的關(guān)鍵掌握紙帶的處理，會(huì)通過(guò)紙帶求解瞬時(shí)速度和加速度．