Question

15．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)時器處
在某次實(shí)驗(yàn)中，打點(diǎn)計(jì)時器打下如圖所示的一條點(diǎn)跡清晰紙帶．已知打點(diǎn)計(jì)時器使用的交流電頻率為50Hz，相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有四個打點(diǎn)未畫出．
由紙帶上的數(shù)據(jù)可知：
（3）相鄰兩個計(jì)數(shù)點(diǎn)間所對應(yīng)的時間T=0.1s；

（4）打E點(diǎn)時物體的速度V_E=0.25m/s；（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）；
（5）物體運(yùn)動的加速度a=0.30m/s² （結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）；
（6）如果當(dāng)時交變電流的頻率是f=45Hz，而做實(shí)驗(yàn)的同學(xué)并不知道，那么加速度的測量值與實(shí)際值相比偏大（選填“偏大”、“偏小”或“不變”）．

Answer 1

分析 根據(jù)實(shí)驗(yàn)的原理確定測量的物理量，從而確定所需的器材．
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求出E點(diǎn)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）打點(diǎn)計(jì)時器使用的是交流電源，測量點(diǎn)跡間的距離需要刻度尺，由于打點(diǎn)計(jì)時器可以記錄時間，不需要秒表，該實(shí)驗(yàn)不需要測量鉤碼的質(zhì)量，所以不需要天平．故選：AC．
（2）實(shí)驗(yàn)時，應(yīng)先接通電源，再釋放紙帶，實(shí)驗(yàn)前，小車應(yīng)緊靠打點(diǎn)計(jì)時器，故選：AD．
（3）打點(diǎn)的時間間隔為0.02s，由于相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有四個打點(diǎn)未畫出，則相鄰兩個計(jì)數(shù)點(diǎn)間所對應(yīng)的時間T=0.1s．
（4）E點(diǎn)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(jù)△x=aT²，運(yùn)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(dāng)時交變電流的頻率是f=45Hz，則測量周期偏小，根據(jù)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(diǎn)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(yùn)動推論的運(yùn)用．