Question

5．某同學(xué)用如圖1所示裝置探究勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律，實(shí)驗(yàn)過程如下：
A、按住小車，在小吊盤中放入適當(dāng)質(zhì)量的物塊，釋放小車，小車由靜止開始運(yùn)動(dòng)
B、按實(shí)驗(yàn)要求正確裝上紙帶，讓小車靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，釋放小車，獲得一條紙帶
C、在獲得的紙帶上點(diǎn)跡清晰的部分，每5個(gè)點(diǎn)標(biāo)注一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)A，B，C，…，測量相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)的間距S₁，S₂，S₃，…并將其記錄在紙帶上對應(yīng)的位置處．
完成下列填空
（1）本實(shí)驗(yàn)應(yīng)在釋放小車之前（“之前”或“之后”）接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源
（2）已知實(shí)驗(yàn)裝置中打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源為50Hz的低壓交流電源，則相鄰兩點(diǎn)的時(shí)間間隔T=0.1s．
（3）如圖2是某同學(xué)用米尺測量所得紙帶上相鄰五個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)的間距，則打下B點(diǎn)時(shí)的速度大小為v_B=0.390m/s，打下B點(diǎn)到E點(diǎn)的過程中小車的平均速度v=0.960m/s．
（4）若在如圖2紙帶中某同學(xué)只測量出了AB=2.0cm、CD=9.6cm，其它間距忘記測量，由此求得小車加速度的大小a=3.80m/s²．（（3）（4）結(jié)果保留三位有效數(shù)字）
（5）如果當(dāng)時(shí)電網(wǎng)中交變電流的電壓變成10V，其他條件不變，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)驗(yàn)值相比不變，如果當(dāng)時(shí)電網(wǎng)中交變電流的頻率大于50Hz，其他條件不變，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)驗(yàn)值相比偏�。ㄟx填：“偏大”、“偏小”或“不變”）．

Answer 1

分析 （1）先連接實(shí)驗(yàn)器材，測量時(shí)先接通電源，后釋放紙帶；
（2）打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的工作頻率為50Hz，每隔0.02s打一次電，每相鄰兩點(diǎn)之間還有4個(gè)記錄點(diǎn)未畫出，共5個(gè)0.02s；
（3）勻變速直線運(yùn)動(dòng)中，平均速度等于中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度；
（4）根據(jù)公式△x=aT²列式求解；
（5）明確實(shí)驗(yàn)原理，知道實(shí)驗(yàn)中誤差的來源，并明確處理方法．

解答 解：（1）實(shí)驗(yàn)中為了近量多的使用紙帶，應(yīng)先開電源再放�。还蕬�(yīng)為：之前；
（2）打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的工作頻率為50Hz，每隔0.02s打一次電，每相鄰兩點(diǎn)之間還有4個(gè)記錄點(diǎn)未畫出，共5個(gè)0.02s，故T=0.1s；
（3）利用勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論得：${v}_{B}=\frac{{x}_{AC}}{2T}=\frac{0.02+0.058}{0.2}$=0.390m/s，
打下B點(diǎn)到E點(diǎn)的過程中小車的平均速度$\overline{v}$=$\frac{{x}_{BE}}{3T}=\frac{0.058+0.096+0.134}{0.3}$=0.960m/s；
（4）根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論△x=aT²，得：${x}_{CD}{-x}_{AB}=2{aT}^{2}$
解得：a=$\frac{0.096-0.02}{0.02}$=3.80m/s²．
（5）電網(wǎng)電壓變化，并不改變打點(diǎn)的周期，故測量值與實(shí)際值相比不變．
⑥如果當(dāng)時(shí)電網(wǎng)中交變電流的頻率大于50Hz，則實(shí)際周期變小，那么加速度的測量值與實(shí)際值相比偏�。�
故答案為：（1）之前；
（2）0.1
（3）0.390
（4）0.960
（5）3.80
（6）不變
（7）偏小

點(diǎn)評 對于基本實(shí)驗(yàn)儀器，要會(huì)正確使用，了解其工作原理，能根據(jù)△x=aT²求解加速度，明確紙帶處理中求解瞬時(shí)速度的方法，即“變速直線運(yùn)動(dòng)中，時(shí)間中點(diǎn)的速度等于該過程中的平均速度”．