Question

7．探究小車直線運動的實驗裝置如圖1所示．打點計時器的工作頻率為50Hz．紙帶上計數(shù)點的間距如圖2所示，其中相鄰計數(shù)點之間還有4個計時點未畫出，則

（1）如圖2所示紙帶被打出一系列點，可知紙帶的左（填“左”或“右”）端與小車相連．
（2）根據(jù)紙帶可判定小車做勻加速直線運動．
（3）根據(jù)紙帶計算出小車的加速度a=4.20m/s²．（計算結(jié)果保留三位有效數(shù)字）
（4）如果當(dāng)時使用交變電流的頻率是f=60Hz，而做實驗的同學(xué)并不知道，由此引起的誤差將使加速度的測量值比實際值偏小．（選填“大”或“小”）

Answer 1

分析 （1）根據(jù)紙帶上點與點間距，即可判定；
（2）依據(jù)連續(xù)相等的時間內(nèi)，位移之差相等，即可判定運動性質(zhì)；
（3）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，
（4）如果在某次實驗中，交流電的頻率60Hz，那么實際打點周期變小，而代入周期仍為不變，
根據(jù)運動學(xué)公式△x=aT²，可知，測量的加速度值與真實的加速度值大小關(guān)系．

解答 解：（1）紙帶做加速運動，相等時間內(nèi)運動的位移越來越大，由此可判斷紙帶那端與小車相連，因此紙帶的左端與小車相連；
（2）依據(jù)紙帶數(shù)據(jù)，即為：x_BC-x_AB=9.20-2.50-2.50=4.20cm
x_CD-x_BC=20.10-9.20-（9.20-2.50）=4.2cm；則有連續(xù)相等的時間內(nèi)，位移之差相等，因此小車做勻加速直線運動；
（3）由于每相鄰兩個計數(shù)點間還有4個點沒有畫出，所以相鄰的計數(shù)點間的時間間隔T=0.1s，
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，得：
a=$\frac{35.20-9.20-9.20}{0．{2}^{2}}×1{0}^{-2}$=4.20m/s²．
（4）因為交流電的頻率為60Hz而未被發(fā)覺，本來T代入$\frac{1}{60}$s，解出結(jié)果是真實加速度，
但是我們代入了$\frac{1}{50}$s這個的數(shù)值，這樣計算出的加速度值與真實值相比偏小．
故答案為：（1）左； （2）勻加速；（3）4.20 m/s²；（4）小．

點評 要提高應(yīng)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，注意實際周期與代入計算周期的區(qū)別，同時掌握求解加速度的方法，及單位的統(tǒng)一．