Question

14．在做“研究匀变速直线运动”的实验时，某同学得到一条用电火花计时器打下的纸带如图甲所示，并在其上取了A、B、C、D、E、F、G、7个计数点，每相邻两个计数点间还有4个点图中没有画出，电火花计时器接220V、50Hz交流电源．他经过测量并计算得到电火花计时器在打B、C、D、E、F各点时物体的瞬时速度如下表：
对应点B、C、D、E、F速度（m/s） 0.141、0.180、0.218、0.262、0.301
（1）纸带的左端（填左或右）与小车连接
（2）在实验过程中使用打点计时器时A
A．应先接通电源，再让纸带运动；
B．应先让纸带运动，再接通电源；
C．在让纸带运动的同时接通电源；
D．先让纸带运动或先接通电源都可以．
（3）设电火花计时器的周期为T，计算v_F的公式为v_F=$\frac{{{d_6}-{d_4}}}{10T}$；

（4）以A点对应的时刻为t=0，试在图乙所示坐标系中作出v-t图象，并利用该图象求物体的加速度a=0.40m/s²（小数点后保留两位小数）；
（5）如果当时电网中交变电流的频率变成51Hz，而做实验的同学并不知道，那么加速度的测量值与实际值相比偏小（选填：“偏大”、“偏小”或“不变”）．

Answer 1

分析 （1）根据点与点间距变化，从而确定纸带与小车哪端；
（2）实验过程中使用打点计时器时先接触电源，后释放纸带；
（3）根据匀变速直线运动中时间中点的瞬时速度等于该过程中的平均速度可以求出F点的瞬时速度；
（4）根据描点法作出图象．根据v-t图象的物理意义可知，图象的斜率表示加速度的大小，因此根据图象求出其斜率大小，即可求出其加速度大小．
（5）打点计时器的打点频率是与交流电源的频率相同，所以即使电源电压降低也不改变打点计时器打点周期．

解答 解：（1）根据纸带点与点间距越来越大，则可知，纸带的左端与小车相连；
（2）在实验过程中使用打点计时器时，先接通电源，后释放纸带，故A正确，BCD错误；
（3）根据匀变速直线运动中时间中点的瞬时速度等于该过程中的平均速度，电火花计时器的周期为T，
所以从E点到G点时间为10T，有：
v_F=$\frac{{{d_6}-{d_4}}}{10T}$，
（4）根据图中数据，利用描点法做出图象如下；

图象斜率大小等于加速度大小，故
a=$\frac{△v}{△t}$=0.40m/s²．
（5）当时电网中交变电流的频率变成51Hz，而做实验的同学并不知道，因此所带入的打点的周期不变，而对应的长度变小，故测量值与实际值相比偏小．
故答案为：（1）左；（2）A；（3）$\frac{{{d_6}-{d_4}}}{10T}$（4）0.40，如上图所示； （5）偏小．

点评 本题考查了利用匀变速直线运动的规律和推论解决问题的能力，同时注意图象法在物理实验中的应用．