Question

15．在“测定匀变速直线运动加速度”的实验中：
（1）除打点计时器（含纸带、复写纸）、小车、一端附有滑轮的长木板、细绳、钩码、导线及开关外，在下面的仪器和器材中，必须使用的有AC．（填选项代号）
A．电压合适的50Hz交流电源     B．电压可调的直流电源     C．刻度尺    D．秒表      E．天平
（2）实验过程中，下列做法正确的是AD．
A．先接通电源，再使纸带运动
B．先使纸带运动，再接通电源
C．将接好纸带的小车停在靠近滑轮处
D．将接好纸带的小车停在靠近打点计时器处
在某次实验中，打点计时器打下如图所示的一条点迹清晰纸带．已知打点计时器使用的交流电频率为50Hz，相邻两计数点间还有四个打点未画出．
由纸带上的数据可知：
（3）相邻两个计数点间所对应的时间T=0.1s；

（4）打E点时物体的速度V_E=0.25m/s；（结果保留两位有效数字）；
（5）物体运动的加速度a=0.30m/s² （结果保留两位有效数字）；
（6）如果当时交变电流的频率是f=45Hz，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大（选填“偏大”、“偏小”或“不变”）．

Answer 1

分析 根据实验的原理确定测量的物理量，从而确定所需的器材．
根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求出E点的速度，根据连续相等时间内的位移之差是一恒量，求出加速度．

解答 解：（1）打点计时器使用的是交流电源，测量点迹间的距离需要刻度尺，由于打点计时器可以记录时间，不需要秒表，该实验不需要测量钩码的质量，所以不需要天平．故选：AC．
（2）实验时，应先接通电源，再释放纸带，实验前，小车应紧靠打点计时器，故选：AD．
（3）打点的时间间隔为0.02s，由于相邻两计数点间还有四个打点未画出，则相邻两个计数点间所对应的时间T=0.1s．
（4）E点的瞬时速度为：${v}_{E}=\frac{{x}_{DF}}{2T}=\frac{（2.30+2.62）×1{0}^{-2}}{0.2}$=0.25m/s，
（5）根据△x=aT²，运用逐差法得：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）如果当时交变电流的频率是f=45Hz，则测量周期偏小，根据a=$\frac{△x}{{T}^{2}}$知，加速度测量值偏大．
故答案为：（1）AC，（2）AD，（3）0.1，（4）0.25，（5）0.30，（6）偏大．

点评 解决本题的关键掌握纸带的处理方法，会通过纸带求解瞬时速度和加速度，关键是匀变速直线运动推论的运用．