Question

3．在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中，打点计时器使用的交流电的频率为50Hz，记录小车运动的纸带如图1所示，在纸带上标记0、1、2、3、4、5计数点，相邻两计数点之间还有四个点未画出，纸带旁并排放着带有最小分度为毫米的刻度尺，其零点跟计数点“0”对齐．

（1）本实验用的是图2所示的是电火花（填“电火花”“电磁”）打点计时器，则需要用的电源是交流 （填“交流”“直流”）．
（2）本实验得到的纸带可分析，此小车做的是加速（填“加速”、“减速”或“匀速”）运动
（3）在这个实验中，下列说法正确的是C
A．长木板一定要水平摆放，不能一端高一端低
B．在纸带上选计数点时必须从打下的第一个点算起
C．应先接通电源，再释放小车
D．作v-t图时，所描出的线必须经过每一个点
（4）从图中读出的计数点5跟0点的距离是12.00cm．
（5）小车从计数点 小车通过到计数点“1”到“3”的平均速度$\overline{v}$=0.21 m/s．计数点“3”的瞬时速度为v₃=0.27 m/s．
（6）根据1、3、5计数点粗测小车的加速度是a=0.60 m/s²．若当交流电的实际频率大于50Hz时，仍按50Hz计算，则测量的加速度值比真实的加速度值偏小（填“偏大”“偏小”“不变”）（以上所有计算结果均保留两位有效数字）

Answer 1

分析 （1）根据图示打点计时器确定其类型，电火花计时器是利用电火花打点，阻力较小，使用220V交流电即可；
（2）分析纸带上相邻两点间的距离，根据计数点间的距离判断小车的运动性质；
（3）要先接通电源，待打点稳定后再释放纸带；作图时使尽可能多的点通过一条直线，两侧点数大致相同；
（4）毫米刻度尺读数要估读到最小分度的下一位，即0.1mm位；
（5）匀变速直线运动中平均速度等于中间时刻的瞬时速度；
（6）根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT²可以求出加速度的大小，分析误差情况

解答 解：（1）图示是电火花计时器，使用电火花计时器，故电压为220V交流电；
（2）由图示纸带可知，相邻计数点间的距离越来越大，小车的速度越来越大，小车做加速运动．
（3）A、只要小车做匀变速直线运动就可以，长木板可以不水平，故A错误．
B、要舍弃开始的密集点，从纸带上清晰的点开始选计数点，故B错误．
C、要先接通电源，待打点稳定后再释放纸带，故C正确．
D、作v-t图时，使尽可能多的点通过一条直线，两侧点数大致相等，故D错误．
故选：C
（4）从图中读出的计数点5跟0点的距离是12.00cm；
（5）小车通过到计数点“1”到“3”的平均速度$\overline{v}$=$\frac{（5.40-1.20）×0.01m}{2×0.1s}$=0.21m；
小车通过计数点“3”的瞬时速度等于点1与点5间的平均速度，为v₃=$\frac{（12.00-1.20）×0.01m}{4×0.1s}$=0.27 m/s；
（5）从图中可以读出x₁₃、x₃₅间的距离，它们的时间间隔T=0.2s，
根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT²，得：x₃₅-x₁₃=△x=aT²，
整理：a=$\frac{{x}_{35}-{x}_{13}}{{T}^{2}}$=$\frac{（0.12-0.054）-（0.054-0.012）}{0．{2}^{2}}$=0.60m/s²，
若当交流电的实际频率大于50Hz时，仍按50Hz计算，则T的实际值偏小，代入值就偏大了，根据△x=aT²可知加速度的测量值偏小了；
故答案为：（1）电火花；交流；（2）加速；（3）C；（4）12.00；（5）0.21；0.27；（6）0.60；偏小．

点评 本题考查了实验器材、实验数据处理，要认识并掌握电磁打点计时器与电火花计时器的结构及使用方法与主要事项，分析清楚图示纸带，应用匀变速直线运动的推论可以解题．