Question

14．在做“研究勻變速直線運(yùn)動”的實(shí)驗(yàn)時，某同學(xué)得到一條用電火花計時器打下的紙帶如圖甲所示，并在其上取了A、B、C、D、E、F、G、7個計數(shù)點(diǎn)，每相鄰兩個計數(shù)點(diǎn)間還有4個點(diǎn)圖中沒有畫出，電火花計時器接220V、50Hz交流電源．他經(jīng)過測量并計算得到電火花計時器在打B、C、D、E、F各點(diǎn)時物體的瞬時速度如下表：
對應(yīng)點(diǎn)B、C、D、E、F速度（m/s） 0.141、0.180、0.218、0.262、0.301
（1）紙帶的左端（填左或右）與小車連接
（2）在實(shí)驗(yàn)過程中使用打點(diǎn)計時器時A
A．應(yīng)先接通電源，再讓紙帶運(yùn)動；
B．應(yīng)先讓紙帶運(yùn)動，再接通電源；
C．在讓紙帶運(yùn)動的同時接通電源；
D．先讓紙帶運(yùn)動或先接通電源都可以．
（3）設(shè)電火花計時器的周期為T，計算v_F的公式為v_F=$\frac{{{d_6}-{d_4}}}{10T}$；

（4）以A點(diǎn)對應(yīng)的時刻為t=0，試在圖乙所示坐標(biāo)系中作出v-t圖象，并利用該圖象求物體的加速度a=0.40m/s²（小數(shù)點(diǎn)后保留兩位小數(shù)）；
（5）如果當(dāng)時電網(wǎng)中交變電流的頻率變成51Hz，而做實(shí)驗(yàn)的同學(xué)并不知道，那么加速度的測量值與實(shí)際值相比偏�。ㄟx填：“偏大”、“偏小”或“不變”）．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)點(diǎn)與點(diǎn)間距變化，從而確定紙帶與小車哪端；
（2）實(shí)驗(yàn)過程中使用打點(diǎn)計時器時先接觸電源，后釋放紙帶；
（3）根據(jù)勻變速直線運(yùn)動中時間中點(diǎn)的瞬時速度等于該過程中的平均速度可以求出F點(diǎn)的瞬時速度；
（4）根據(jù)描點(diǎn)法作出圖象．根據(jù)v-t圖象的物理意義可知，圖象的斜率表示加速度的大小，因此根據(jù)圖象求出其斜率大小，即可求出其加速度大�。�
（5）打點(diǎn)計時器的打點(diǎn)頻率是與交流電源的頻率相同，所以即使電源電壓降低也不改變打點(diǎn)計時器打點(diǎn)周期．

解答 解：（1）根據(jù)紙帶點(diǎn)與點(diǎn)間距越來越大，則可知，紙帶的左端與小車相連；
（2）在實(shí)驗(yàn)過程中使用打點(diǎn)計時器時，先接通電源，后釋放紙帶，故A正確，BCD錯誤；
（3）根據(jù)勻變速直線運(yùn)動中時間中點(diǎn)的瞬時速度等于該過程中的平均速度，電火花計時器的周期為T，
所以從E點(diǎn)到G點(diǎn)時間為10T，有：
v_F=$\frac{{{d_6}-{d_4}}}{10T}$，
（4）根據(jù)圖中數(shù)據(jù)，利用描點(diǎn)法做出圖象如下；

圖象斜率大小等于加速度大小，故
a=$\frac{△v}{△t}$=0.40m/s²．
（5）當(dāng)時電網(wǎng)中交變電流的頻率變成51Hz，而做實(shí)驗(yàn)的同學(xué)并不知道，因此所帶入的打點(diǎn)的周期不變，而對應(yīng)的長度變小，故測量值與實(shí)際值相比偏�。�
故答案為：（1）左；（2）A；（3）$\frac{{{d_6}-{d_4}}}{10T}$（4）0.40，如上圖所示； （5）偏小．

點(diǎn)評 本題考查了利用勻變速直線運(yùn)動的規(guī)律和推論解決問題的能力，同時注意圖象法在物理實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用．