Question

13．（ 1）在“研究匀变速直线运动的规律”实验中，根据打点计时器打出的纸带，我们可以直接得到或通过测量得到的物理量是时间间隔和位移．
（2）打点计时器原来使用的交变电流的频率是50Hz，在测定匀变速直线运动的加速度时交变电流的频率为40Hz而未被发觉，这样计算出的加速度值与真实值相比是偏大．（选填“偏大”“偏小”或“不变”）
（3）小车拖纸带运动，打点计时器在纸带上打出一系列点，从中确定五个记数点，每相邻两个记数点间的时间间隔是0.1s，用米尺测量出的数据如图所示，则小车在C点的速度v_C=1.9m/s，小车运动的加速度a=2.0m/s²．

Answer 1

分析 （1）根据打点计时器的工作原理及应用可以判断各物理量是否能正确得出．
（2）电源的频率为50Hz，每隔0.02s打一个点，根据匀变速直线运动的推论，△x=aT²，判断加速度的测量值与真实值的关系．
（3）作匀变速直线运动的物体在某一段时间内的平均速度等于该段时间内的中间时刻的速度；作匀变速直线运动的物体在连续相等的时间内通过的位移差等于恒量即△x=aT²．

解答 解：（1）打点计时器是每隔0.02s打下一个点，所以数点就知道时间间隔，位移利用刻度尺直接测量两点之间的距离就得了．所以可以直接得到或通过测量得到的物理量时间间隔和位移；
（2）电磁打点计时器是一种使用低压交流电源的计时仪器；频率为50Hz，每隔0.02s打一个点，
工作电压的频率变为40Hz，小于50Hz，则周期变大，
由a=$\frac{△x}{{T}_{\;}^{2}}$，知a变小，若仍然按照T不变计算，显然计算出的加速度值比真实值偏大
（3）解：根据物体在某一段时间内的平均速度等于该段时间内的中间时刻的速度有：
${v}_{C}^{\;}=\frac{{x}_{BD}^{\;}}{2T}=\frac{54-16}{2×0.1}×1{0}_{\;}^{-2}=1.9m/s$
根据逐差法求加速度有：$a=\frac{（76-34）-34}{（0.2）_{\;}^{2}}×1{0}_{\;}^{-2}m/{s}_{\;}^{2}=2.0m/{s}_{\;}^{2}$
故答案为：（1）时间间隔，位移；（2）偏大；（3）1.9，2.0

点评 利用逐差法测量加速度和利用平均速度求某一时刻的瞬时速度是我们处理纸带问题时常用的方法，一定要注意掌握．