Question

在做《研究勻變速直線運動》的實驗時，某同學得到一條用打點計時器打下的紙帶如圖所示，并在其上取了A、B、C、D、E、F、G等7個計數點，每相鄰兩個計數點之間還有4個點圖中沒有畫出，打點計時器接周期為T=0.02s的交流電源．經過測量得：d₁=3.60cm，d₂=7.70cm，d₃=12.32cm，d₄=17.41cm，d₅=23.00cm，d₆=29.10cm．（以下結果均保留兩位有效數字）

（1）通過計算，打出F點時物體的速度為v_F=

0.58

m/s；
（2）物體的加速度a=

0.50

m/s²；
（3）如果當時電網中交變電流的頻率是f=51Hz，而做實驗的同學并不知道，那么加速度的測量值與實際值相比

偏小

（選填：偏大、偏小或不變）

Answer 1

分析：根據勻變速直線運動的推論公式△x=aT²可以求出加速度的大小，根據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F點時小車的瞬時速度大小．

解答：解：（1）每相鄰兩個計數點間還有4個點，圖中沒有畫出，所以相鄰的計數點之間的時間間隔為t=5T．
利用勻變速直線運動的推論得：
v_F=

xEG

tEG

=

0.2910-0.1741

10×0.02

=0.58m/s
（2）設A到B之間的距離為x₁，以后各段分別為x₂、x₃、x₄、x₅、x₆，
根據勻變速直線運動的推論公式△x=aT²可以求出加速度的大小，
得：x₄-x₁=3a₁T² 
x₅-x₂=3a₂T² 
 x₆-x₃=3a₃T² 
為了更加準確的求解加速度，我們對三個加速度取平均值
得：a=

1

3

（a₁+a₂+a₃）
即小車運動的加速度計算表達式為：a=

xDG-xAD

9t2

解得：a=

0.2910-0.1232-0.1232

9×(0.1)2

m/s²=0.50m/s²
（3）如果在某次實驗中，交流電的頻率51Hz，f＞50Hz，那么實際打點周期變小，
根據運動學公式△x=at²得：真實的加速度值就會偏大，
所以測量的加速度值與真實的加速度值相比是偏小
故答案為：（1）0.58       （2）0.50  （3）偏小

點評：道要提高應用勻變速直線的規律以及推論解答實驗問題的能力，在平時練習中要加強基礎知識的理解與應用．
要注意單位的換算．