Question

【題目】某同學(xué)做“研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)裝置如圖。一小車放在水平長(zhǎng)木板上，左側(cè)拴有一細(xì)線，跨過(guò)固定在木板邊緣的滑輪與鉤碼相連，小車右側(cè)與穿過(guò)電火花計(jì)時(shí)器的紙帶相連，在鉤碼牽引下，小車在木板上向左運(yùn)動(dòng)。電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用的交流電頻率為50 Hz。

（1）實(shí)驗(yàn)中，使用到電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器（含紙帶、墨粉紙）、小車、長(zhǎng)木板、鉤碼和細(xì)線等，在下面的儀器和器材中，還需使用的有____________。（填選項(xiàng)代號(hào)）

A．電壓為4~6 V的50 Hz交流電源

B．電壓為220 V的50 Hz交流電源

C．刻度尺

D．停表

E．天平

（2）該同學(xué)進(jìn)行了以下實(shí)驗(yàn)操作步驟，其中錯(cuò)誤的步驟有_________。

A．將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在長(zhǎng)木板有滑輪的一端，并接好電路

B．將紙帶固定在小車尾部，并穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的限位孔

C．把一條細(xì)線拴在小車上，細(xì)線跨過(guò)定滑輪，下端掛著鉤碼

D．實(shí)驗(yàn)時(shí)先釋放小車，再接通電源

（3）如圖所示，電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打出一系列清晰的點(diǎn)跡，相鄰的兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn)沒有畫出，根據(jù)紙帶可以計(jì)算各點(diǎn)的瞬時(shí)速度及小車加速度。打計(jì)數(shù)點(diǎn)5時(shí)小車的速度v5=_______m/s，根據(jù)紙帶計(jì)算小車的加速度a=________m/s2。（結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字）

（4）如果當(dāng)時(shí)電網(wǎng)中交變電流的頻率是f=51 Hz，而做實(shí)驗(yàn)的同學(xué)并不知道，那么加速度的測(cè)量值與實(shí)際值相比___________(選填“偏大”“偏小”或“不變”)。

Answer 1

【答案】（1）BC （2）AD （3）0.51 0.38 （4）偏小

【解析】

（1）電火花計(jì)時(shí)器需要220V交流電源，可知在下面的儀器和器材中，還需使用的有電壓為220 V的50 Hz交流電源；同時(shí)需要刻度尺測(cè)量紙帶的點(diǎn)跡間距；故選BC.

（2）將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在長(zhǎng)木板沒有滑輪的一端，并接好電路，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；將紙帶固定在小車尾部，并穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的限位孔，選項(xiàng)B正確；把一條細(xì)線拴在小車上，細(xì)線跨過(guò)定滑輪，下端掛著鉤碼，選項(xiàng)C正確；實(shí)驗(yàn)時(shí)先接通電源，再釋放小車，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；此題選擇不正確的實(shí)驗(yàn)步驟，故選AD.

（3）相鄰的兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn)沒畫出，計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔：t=0.02×5=0.1s，
第5點(diǎn)的瞬時(shí)速度：，
由勻變速直線運(yùn)動(dòng)推論：△x=at2可知，小車的加速度為 ．

（4）如果在某次實(shí)驗(yàn)中，交流電的頻率51Hz，f＞50Hz，那么實(shí)際打點(diǎn)周期變小，根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式△x=at2得：真實(shí)的加速度值就會(huì)偏大，所以測(cè)量的加速度值與真實(shí)的加速度值相比是偏小。