Question

9．在“探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中：
（1）給出下列的器材，選出實(shí)驗(yàn)中所需的器材并填在橫線上（填序號(hào)）．
①打點(diǎn)計(jì)時(shí)器　②天平�、鄣蛪航涣麟娫础、艿蛪褐绷麟娫础、菁�(xì)線和紙帶�、捭^碼�、呙氡怼、嘬壍佬≤嚒、峥潭瘸�   選出的器材是：①③⑤⑥⑧⑨．
（2）某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中，用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器記錄了被小車拖動(dòng)的紙帶的運(yùn)動(dòng)情況，在紙帶上確定出A、B、C、D、E共5個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)．測(cè)得計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離如圖1所示，每?jī)蓚�(gè)相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有四個(gè)點(diǎn)未畫(huà)出來(lái)．①試根據(jù)紙帶上各個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離，計(jì)算出打下B、C、D三個(gè)點(diǎn)時(shí)小車的瞬時(shí)速度，則v_B=0.138m/s，v_C=0.264 m/s，v_D=0.390 m/s．（保留3位有效數(shù)字）
②在圖2所示的坐標(biāo)系中作出小車的vt圖線，并根據(jù)圖線求出a=1.33 m/s²．
③將圖線延長(zhǎng)與縱軸相交，交點(diǎn)的物理意義是A點(diǎn)的速度．
（3）如果交變電流的電壓變成210V，而做實(shí)驗(yàn)的同學(xué)并不知道，那么加速度的測(cè)量值與實(shí)際值相比不變（填“偏大”“偏小”“不變”）

Answer 1

分析 根據(jù)實(shí)驗(yàn)的原理，確定所需測(cè)量的物理量，從而確定所需的測(cè)量器材．
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、C、D的瞬時(shí)速度．作出速度時(shí)間圖線，結(jié)合圖線的斜率求出加速度．
根據(jù)周期的測(cè)量誤差，結(jié)合△x=aT²確定加速度的測(cè)量誤差．

解答 解：（1）在本實(shí)驗(yàn)中不需要測(cè)量小車或砝碼的質(zhì)量因此不需要天平，電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的是低壓交流電源，因此低壓直流電源本實(shí)驗(yàn)中不需要，同時(shí)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器記錄了小車運(yùn)動(dòng)時(shí)間，因此不需要秒表．
選出的器材是：①③⑤⑥⑧⑨．
（2）B點(diǎn)的瞬時(shí)速度為：${v}_{B}=\frac{{x}_{AC}}{2T}=\frac{0.0276}{0.2}m/s=0.138m/s$，
C點(diǎn)的瞬時(shí)速度為：${v}_{C}=\frac{{x}_{BD}}{2T}=\frac{0.0603-0.0075}{0.2}m/s$=0.264m/s，
D點(diǎn)的瞬時(shí)速度為：${v}_{D}=\frac{{x}_{CE}}{2T}=\frac{0.1056-0.0276}{0.2}m/s$=0.390m/s．
速度時(shí)間圖線如圖所示．加速度為：a=$\frac{△v}{△t}=\frac{0.40}{0.3}≈1.33m/{s}^{2}$．
將圖線延長(zhǎng)與縱軸相交，交點(diǎn)的物理意義是A點(diǎn)的速度．
（3）交變電流的電壓變成210V，打點(diǎn)的周期不變，根據(jù)△x=aT²知，加速度的測(cè)量值與真實(shí)值相比不變．
故答案為：（1）①③⑤⑥⑧⑨．（2）0.138，0.264，0.390，如圖所示，1.33，A點(diǎn)的速度 （3）不變．

點(diǎn)評(píng) 解決本題的關(guān)鍵掌握紙帶的處理方法，會(huì)通過(guò)紙帶求解瞬時(shí)速度和加速度，關(guān)鍵是勻變速直線運(yùn)動(dòng)推論的運(yùn)用．