Question

14．在做“研究匀变速直线运动”的实验时，某同学得到一条用打点计时器打下的纸带，如图所示，并在其上取了A、B、C、D、E、F、G等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．打点计时器接频率为f=50Hz的交流电源．

（1）每两个相邻的计数点的时间间隔为0.1s，打点计时器使用的是交流（选填“交流”或“直流”）电源．
（2）打下E点时纸带的速度v_E=$\frac{{d}_{5}-{d}_{3}}{10}f$（用题中给定字母表示）；
（3）若测得d₆=65.00cm，d₃=19.00cm，物体的加速度a=3m/s²；
（4）如果当时电网中交变电流的频率f＞50Hz，但当时做实验的同学并不知道，那么测得的加速度值比真实值偏小（选填“偏大”或“偏小”）．

Answer 1

分析 了解电磁打点计时器和电火花打点计时器的工作电压、工作原理即可正确解答；同时要熟练使用打点计时器进行有关的操作；
根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度，可以求出打纸带上E点时小车的瞬时速度大小，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．

解答 解：（1）使用打点计时器来分析物体运动情况的实验中，打点计时器使用的是交流电源，若电源频率为50HZ，则打点计时器打相邻两点的时间间隔是 0.02s．
每相邻两个计数点间还有4个点，图中没有画出，所以相邻的计数点之间的时间间隔为T=0.1s．
（2）利用匀变速直线运动的推论得：
v_E=$\frac{{x}_{DF}}{2T}$=$\frac{{d}_{5}-{d}_{3}}{10}f$，
（3）根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT²可得
a=$\frac{{d}_{6}-{d}_{3}-{d}_{3}}{9}•{f}^{2}$$\frac{65.00-19.00-19.00}{9}×1{0}^{-2}×5{0}^{2}$=3.0m/s²；
（4）如果在某次实验中，交流电的频率f＞50Hz，那么实际打点周期变小，
根据运动学公式△x=at²得：真实的加速度值就会偏大，
所以测量的加速度值与真实的加速度值相比是偏小．
故答案为：（1）0.1，交流； （2）$\frac{{d}_{5}-{d}_{3}}{10}f$；   （3）3.0；    （4）偏小．

点评 要提高应用匀变速直线的规律以及推论解答实验问题的能力，在平时练习中要加强基础知识的理解与应用．