Question

15．在“測定勻變速直線運動加速度”的實驗中：
（1）除打點計時器（含紙帶、復寫紙）、小車、一端附有滑輪的長木板、細繩、鉤碼、導線及開關外，在下面的儀器和器材中，必須使用的有AC．（填選項代號）
A．電壓合適的50Hz交流電源     B．電壓可調的直流電源     C．刻度尺    D．秒表      E．天平
（2）實驗過程中，下列做法正確的是AD．
A．先接通電源，再使紙帶運動
B．先使紙帶運動，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計時器處
在某次實驗中，打點計時器打下如圖所示的一條點跡清晰紙帶．已知打點計時器使用的交流電頻率為50Hz，相鄰兩計數點間還有四個打點未畫出．
由紙帶上的數據可知：
（3）相鄰兩個計數點間所對應的時間T=0.1s；

（4）打E點時物體的速度V_E=0.25m/s；（結果保留兩位有效數字）；
（5）物體運動的加速度a=0.30m/s² （結果保留兩位有效數字）；
（6）如果當時交變電流的頻率是f=45Hz，而做實驗的同學并不知道，那么加速度的測量值與實際值相比偏大（選填“偏大”、“偏小”或“不變”）．

Answer 1

分析 根據實驗的原理確定測量的物理量，從而確定所需的器材．
根據某段時間內的平均速度等于中間時刻的瞬時速度求出E點的速度，根據連續(xù)相等時間內的位移之差是一恒量，求出加速度．

解答 解：（1）打點計時器使用的是交流電源，測量點跡間的距離需要刻度尺，由于打點計時器可以記錄時間，不需要秒表，該實驗不需要測量鉤碼的質量，所以不需要天平．故選：AC．
（2）實驗時，應先接通電源，再釋放紙帶，實驗前，小車應緊靠打點計時器，故選：AD．
（3）打點的時間間隔為0.02s，由于相鄰兩計數點間還有四個打點未畫出，則相鄰兩個計數點間所對應的時間T=0.1s．
（4）E點的瞬時速度為：${v}_{E}=\frac{{x}_{DF}}{2T}=\frac{（2.30+2.62）×1{0}^{-2}}{0.2}$=0.25m/s，
（5）根據△x=aT²，運用逐差法得：a=$\frac{{x}_{DG}-{x}_{AD}}{9{T}^{2}}$=$\frac{（2.30+2.62+2.90-1.40-1.70-2.01）×1{0}^{-2}}{9×0.01}$=0.30m/s²．
（6）如果當時交變電流的頻率是f=45Hz，則測量周期偏小，根據a=$\frac{△x}{{T}^{2}}$知，加速度測量值偏大．
故答案為：（1）AC，（2）AD，（3）0.1，（4）0.25，（5）0.30，（6）偏大．

點評 解決本題的關鍵掌握紙帶的處理方法，會通過紙帶求解瞬時速度和加速度，關鍵是勻變速直線運動推論的運用．