Question

13．在“探究小車速度隨時間變化規(guī)律”的實驗中：
（1）根據(jù)打點計時器打出的紙帶，可以從紙帶上直接測量得到的物理量是A（單選）．
A．位移       B．速度       C．加速度        D．平均速度
（2）下列操作中正確的有AC．（填選項代號）
A．在釋放小車前，小車要靠近打點計時器
B．打點計時器應(yīng)放在長木板的有滑輪一端
C．應(yīng)先接通電源，后釋放小車
D．電火花計時器應(yīng)使用低壓交流電源
（3）打點計時器原來使用的電源的頻率是50Hz，若在測定勻變速直線運動的速度時，交流電的頻率為60Hz而未被發(fā)覺，這樣計算出的加速度值與真實值相比是偏小（填“偏大”、“偏小”或“不變”）
（4）小車拖著穿過打點計時器的紙帶做勻變速運動，如圖是經(jīng)打點計時器打出紙帶的一段，打點順序是A、B、C、D、E，已知交流電頻率為50Hz，紙帶上每相鄰兩個計數(shù)點間還有一個點，則B點的速度是2.48m/s，D點的速度是2.16m/s，小車運動的加速度大小是4.05m/s²．（結(jié)果保留3位有效數(shù)字）

Answer 1

分析 在紙帶上直接測量的物理量是位移、時間間隔；釋放小車時，小車緊靠打點計時器，實驗時，先接通電源，再釋放紙帶．
根據(jù)打點周期的測量誤差，結(jié)合△x=aT²判斷加速度的測量誤差．
根據(jù)某段時間內(nèi)的平均速度等于中間時刻的瞬時速度汽車B、D的速度，根據(jù)連續(xù)相等時間內(nèi)的位移之差是一恒量求出加速度．

解答 解：（1）根據(jù)打點計時器打出的紙帶，可以從紙帶上直接測量得到的物理量是位移，速度、平均速度需要通過測量位移以及時間間隔進行求解，加速度需要通過連續(xù)相等時間內(nèi)位移之差是一恒量進行求解．故選：A．
（2）A、在釋放小車前，小車要靠近打點計時器，故A正確．
B、打點計時器應(yīng)放在長木板的不帶滑輪一端，故B錯誤．
C、實驗時應(yīng)先接通電源，再釋放小車，故C正確．
D、電火花計時器應(yīng)使用220V的交流電源，故D錯誤．
故選：AC．
（3）交流電的頻率為60Hz而未被發(fā)覺，則打點的周期測量值偏大，根據(jù)a=$\frac{△x}{{T}^{2}}$知，加速度的測量值偏小．
（4）B點的瞬時速度${v}_{B}=\frac{{x}_{AC}}{2T}=\frac{0.1987}{0.08}m/s=2.48m/s$，D點的瞬時速度${v}_{D}=\frac{{x}_{CE}}{2T}=\frac{0.3715-0.1987}{0.08}$m/s=2.16m/s．
根據(jù)△x=aT²，運用逐差法得，a=$\frac{{x}_{CE}-{x}_{AC}}{4{T}^{2}}$=$\frac{0.3715-0.1987-0.1987}{4×0.0{4}^{2}}$=-4.05m/s²．
故答案為：（1）A，（2）AC，（3）偏小，（4）2.48，2.16，（5）4.05．

點評 解決本題的關(guān)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(guān)鍵是勻變速直線運動推論的運用，注意有效數(shù)字的保留．