Question

2．在“測定勻變速直線運(yùn)動加速度”的實(shí)驗(yàn)中：
（1）除打點(diǎn)計(jì)時(shí)器（含紙帶、復(fù)寫紙）、小車、一端附有滑輪的長木板、細(xì)繩、鉤碼、導(dǎo)線及開關(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）
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)過程中，下列做法正確的是AD．
A．先接通電源，再使紙帶運(yùn)動
B．先使紙帶運(yùn)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(diǎn)計(jì)時(shí)器處
（3）如圖是用小車拖動紙帶用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測定勻變速運(yùn)動的加速度打出的一條紙帶，A、B、C、D、E為我們在紙帶上所選的計(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)的原理確定需要測量的物理量，從而確定所需的器材．
（2）在操作過程中，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)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C點(diǎn)的瞬時(shí)速度，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；
（4）根據(jù)周期與頻率關(guān)系，注意同學(xué)不知道，從而導(dǎo)致測量值偏大．

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，由于打點(diǎn)計(jì)時(shí)器記錄了小車運(yùn)動時(shí)間，因此不需要秒表，不需要天平和重錘．
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）C點(diǎn)的瞬時(shí)速度等于BD段的平均速度，則有：v_C=$\frac{{x}_{BD}}{2T}$=$\frac{0.084-0.024}{2×0.1}$m/s=0.30m/s．
同理，v_D=$\frac{{x}_{CE}}{2T}$=$\frac{0.12-0.052}{0.2}$m/s=0.34m/s
根據(jù)平均速度v_D=$\frac{{v}_{C}+{v}_{E}}{2}$，則有：v_E=2v_D-v_C=0.34×2-0.3=0.38m/s
根據(jù)△x=aT²得：a=$\frac{{x}_{CE}-{x}_{AC}}{4{T}^{2}}$=$\frac{0.12-0.052-0.052}{4×0．{1}^{2}}$m/s²=0.40m/s²．
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，則測量的周期偏小，加速度的測量值偏大．
故答案為：（1）AC；（2）AD；（3）0.30，0.38，0.40；（4）大．

點(diǎn)評 解決本題的關(guān)鍵掌握紙帶的處理，會通過紙帶求解瞬時(shí)速度和加速度，并掌握實(shí)驗(yàn)操作步驟；同時(shí)注意有效數(shù)字，及注意第4問：同學(xué)不知道頻率變化，是解題的關(guān)鍵．