Question

7．在“研究勻變速直線運動”的實驗中：
（1）除打點計時器（含紙帶、復(fù)寫紙）、小車、一端附有滑輪的長木板、細繩、鉤碼、導(dǎo)線及開關(guān)外，在下面的儀器和器材中，不需要的是ACD．（填選項代號）
A．低壓直流電源     B．刻度尺     C．秒表     D．天平
（2）如圖所示為一次實驗得到的一條紙帶，紙帶上每相鄰的兩計數(shù)點間都有4個點未畫出，按時間順序取0，1，2，3，4，5，6共7個計數(shù)點，測出1，2，3，4，5，6點到0點的距離，如圖所示（單位：cm）．由紙帶數(shù)據(jù)計算可得計數(shù)點4所代表時刻的瞬時速度大小v₄=0.41m/s，小車的加速度大小為0.76m/s²．（結(jié)果都保留2位有效數(shù)字）
（3）如果當時電網(wǎng)中交變電流的頻率是f=49Hz，而做實驗的同學(xué)并不知道，則加速度的實際值比測量值�。�（填“大”或“小”）

Answer 1

分析 （1）實驗所有的具體操作目的都是為了更好、更準確的完成實驗，操作細節(jié)不能忽視，同時操作步驟要滿足實驗原理和實驗?zāi)康囊�求�?br />（2）利用平均速度等于瞬時速度，即可求解計數(shù)點4的瞬時速度，再根據(jù)勻變速直線運動的推論公式△x=aT²可以求出加速度的大小．
（3）依據(jù)交流電的頻率變小，則周期變大，導(dǎo)致位移變大，而代入的周期沒變，從而即可求解．

解答 解：（1）根據(jù)實驗所要進行的測量可知，本實驗中除實驗儀器和低壓交流電源（含導(dǎo)線）外，還需要毫米刻度尺，
而減小的重力勢能與增加的動能均有質(zhì)量，因此可以約去，則不需要天平，對于秒表，因打點計時器計算時間，也不需要秒表；
（2）由于每相鄰的兩個記數(shù)點間還有四個點沒有畫出，所以相鄰的計數(shù)點間的時間間隔為：T=0.1s；
根據(jù)勻變速直線運動中時間中點的速度等于該過程中的平均速度，可以求出打紙帶上4點時小車的瞬時速度大小，有：
v₄=$\frac{{x}_{35}}{2T}$=$\frac{0.1455-0.0645}{2×0.1}$≈0.41m/s，
根據(jù)勻變速直線運動的推論公式△x=aT²可以求出加速度的大小，
解得：a=$\frac{{x}_{24}-{x}_{02}}{（2T）^{2}}$=$\frac{0.1015-0.0355-0.0355}{0．{2}^{2}}$≈0.76m/s²
（3）如果當時電網(wǎng)中交變電流的頻率是f=49Hz，則T所用值偏小，加速度的實際值比測量值偏小；
故答案為：（1）ACD；（2）0.41，0.76；（3）�。�

點評 對于力學(xué)中的基礎(chǔ)實驗一定要到實驗室內(nèi)親自做一些，才能體會實驗步驟、實驗器材等基礎(chǔ)知識，若不做實驗而是通過背實驗的方式學(xué)習(xí)實驗往往效果不好．
本題考查了“探究勻變速直線運動”的實驗中所需實驗器材，以及利用勻變速直線的規(guī)律以及推論解答實驗問題的能力，在平時練習(xí)中要加強基礎(chǔ)知識的理解與應(yīng)用，提高解決問題能力．