Question

14．在做“探究小車(chē)速度隨時(shí)間變化的規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)請(qǐng)你幫助解決下列問(wèn)題．

（1）在做用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)速度的實(shí)驗(yàn)中，要用到打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是一種計(jì)時(shí)儀器，在圖1示打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的結(jié)構(gòu)圖中，編號(hào)②的名稱(chēng)是線圈； 編號(hào)④的名稱(chēng)是永久磁鐵，編號(hào)⑤的名是振針．現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)室多用電火花計(jì)時(shí)器，其電源電壓是交流220V，我國(guó)常用的電源頻率為50Hz，它每隔0.02s打一個(gè)點(diǎn)．
（2）在實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中，有如下基本步驟，它們正確的排列順序?yàn)锳BDCFE（只填字母）．
A．把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在桌子上          B．安好紙帶
C．松開(kāi)紙帶讓物體帶著紙帶運(yùn)動(dòng)        D．接通低壓交流電源
E．取下紙帶                        F．?dāng)嚅_(kāi)開(kāi)關(guān)
（3）該同學(xué)得到如圖2所示的紙帶，并在這條紙帶上取好了計(jì)數(shù)點(diǎn)（每?jī)蓚�(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn)未畫(huà)出）．計(jì)數(shù)點(diǎn)的編號(hào)依次為：A、B、C、D、E，各點(diǎn)與A點(diǎn)間的距離如圖2所示．根據(jù)該同學(xué)打出的紙帶我們可以判斷小車(chē)與紙帶的右（填“左”或“右”）端相連，計(jì)算可知D點(diǎn)對(duì)應(yīng)小車(chē)的速度是0.432m/s，AE間的平均速度是0.464m/s，小車(chē)運(yùn)動(dòng)的加速度大小是0.648m/s²．（結(jié)果保留3位有效數(shù)字）
（4）實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，該同學(xué)發(fā)現(xiàn)這樣計(jì)算出的加速度值比真實(shí)值偏大，形成誤差的原因可能是C
A．實(shí)驗(yàn)時(shí)電源的電壓高于220V
B．實(shí)驗(yàn)時(shí)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器用的是直流電源
C．實(shí)驗(yàn)時(shí)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的工作頻率小于50H_Z
D．實(shí)驗(yàn)時(shí)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的工作電流小于額定電流．

Answer 1

分析 正確解答本題需要掌握：明確該實(shí)驗(yàn)的具體操作細(xì)節(jié)和注意事項(xiàng)；
正確根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律對(duì)紙帶進(jìn)行數(shù)據(jù)處理．

解答 解：（1）在做用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)速度的實(shí)驗(yàn)中，要用到打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是一種計(jì)時(shí)儀器，在圖1所示打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的結(jié)構(gòu)圖中，編號(hào)②的名稱(chēng)是線圈； 編號(hào)④的名稱(chēng)是永久磁鐵，編號(hào)⑤的名稱(chēng)是振針．現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)室多用電火花計(jì)時(shí)器，其電源電壓是交流220V，我國(guó)常用的電源頻率為50Hz，它每隔0.02s打一個(gè)點(diǎn)．
（2）在實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中，有如下基本步驟，它們正確的排列順序?yàn)?br />A．把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在桌子上          
B．安好紙帶
D．接通低壓交流電源
C．松開(kāi)紙帶讓物體帶著紙帶運(yùn)動(dòng)
 F．?dāng)嚅_(kāi)開(kāi)關(guān)
E．取下紙帶
（3）從紙帶上的數(shù)據(jù)我們可以發(fā)現(xiàn)：從計(jì)數(shù)點(diǎn)A到E相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)距離越來(lái)越小，所以計(jì)數(shù)點(diǎn)A到E的速度在減�。�
而小車(chē)做的是加速運(yùn)動(dòng)，所以小車(chē)與紙帶的右端相連．
利用勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論得：
v_D=$\frac{{x}_{CE}}{{t}_{CE}}$=$\frac{0.3715-0.1987}{2×2×0.1}$=0.432m/s
$\overline{{v}_{AE}}$=$\frac{0.3715}{0.8}$=0.464m/s
根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得：△x=at²，
a=$\frac{{x}_{AC}-{x}_{CE}}{4{T}^{2}}$=$\frac{0.1987-0.3715+0.1987}{4×0．{1}^{2}}$=0.648m/s²．
（4）A．實(shí)驗(yàn)時(shí)電源的電壓高于220V，不影響打點(diǎn)周期．
B．實(shí)驗(yàn)時(shí)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器用的是直流電源，無(wú)法實(shí)驗(yàn)．
C．實(shí)驗(yàn)時(shí)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的工作頻率小于50Hz，那么實(shí)際打點(diǎn)周期變大，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)偏小．所以測(cè)量的加速度值與真實(shí)的加速度值相比是偏大．
D．實(shí)驗(yàn)時(shí)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的工作電流小于額定電流．不影響打點(diǎn)周期．
故選：C．
答：（1）計(jì)時(shí)，線圈，永久磁鐵，振針，交，220，0.02；
（2）ABDCFE；
（3）右，0.432，0.464，0.648；
（4）C．

點(diǎn)評(píng) 對(duì)于“探究小車(chē)速度隨時(shí)間變化的規(guī)律”這樣的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)，同學(xué)們一定要到實(shí)驗(yàn)室親自操作，才能深刻理解實(shí)驗(yàn)步驟、注意事項(xiàng)、數(shù)據(jù)處理等問(wèn)題的細(xì)節(jié)．
要注意單位的換算和有效數(shù)字的保留．