Question

16．在做“研究勻變速直線運(yùn)動”的實驗時，某同學(xué)得到一條用電火花計時器打下的紙帶如圖2所示，并在其上取了A、B、C、D、E、F、G 7個計數(shù)點(diǎn)，每相鄰兩個計數(shù)點(diǎn)間還有4個點(diǎn)圖中沒有畫出，電火花計時器接220V、50Hz交流電源．

（1）打點(diǎn)計時器每0.02s打一個點(diǎn)．
（2）設(shè)電火花計時器的打點(diǎn)周期為T，計算F點(diǎn)的瞬時速度v_F的公式為v_F=$\frac{y6mvp6a_{6}-re4eaiz_{4}}{2T}$；（用圖中d₁～d₆及T表示）
（3）他經(jīng)過測量并計算得到電火花計時器在打B、C、D、E、F各點(diǎn)時物體的瞬時速度如下表．

對應(yīng)點(diǎn)	B	C	D	E	F
速度（m/s）	0.141	0.180	0.218	0.262	0.301

以A點(diǎn)對應(yīng)的時刻為t=0，試在圖3所示坐標(biāo)系中合理地選擇標(biāo)度，作出v-t圖象，并利用該圖象求出物體的加速度a=0.40m/s²；（保留兩位有效數(shù)字）
（4）如果當(dāng)時電網(wǎng)中交變電流的電壓變成210V，而做實驗的同學(xué)并不知道，那么加速度的測量值與實際值相比不變．（填“偏大”、“偏小”或“不變”）
（5）小進(jìn)同學(xué)根據(jù)課本38頁介紹，將自己實驗得到的紙帶，按相等的時間間隔取連續(xù)的幾段位移，從它們的分界點(diǎn)將紙帶剪斷，剪得的幾段紙帶按圖4所示的順序貼在坐標(biāo)中，各段緊靠但不重疊，得到圖5所示的直方圖．根據(jù)這個直方圖他可求出加速度．

Answer 1

分析 打點(diǎn)計時器的打點(diǎn)頻率是與交流電源的頻率相同，所以即使電源電壓降低也不改變打點(diǎn)計時器打點(diǎn)周期．
根據(jù)勻變速直線運(yùn)動中時間中點(diǎn)的速度等于該過程中的平均速度，可以求出打紙帶上F點(diǎn)時小車的瞬時速度大小，根據(jù)速度-時間圖象的斜率表示加速度解出加速度的數(shù)值，

解答 解：（1）打點(diǎn)計時器的周期T=$\frac{1}{f}=\frac{1}{50}=0.02s$，
（2）根據(jù)勻變速直線運(yùn)動中時間中點(diǎn)的速度等于該過程中的平均速度得：${v}_{F}=\frac{{x}_{EG}}{2T}=\frac{smwnhgl_{6}-k3wjtqv_{4}}{2T}$
（3）根據(jù)（1）中得到的數(shù)據(jù)，以A點(diǎn)對應(yīng)的時刻為t=0，作出v-t圖象，如圖所示：

由速度-時間圖象的斜率表示加速度，得：a=$\frac{0.3-0.1}{0.5}$m/s²=0.40m/s²
（5）電網(wǎng)電壓變化，并不改變打點(diǎn)的周期，故測量值與實際值相比不變．
（6）所選紙帶時間間隔相等，故可以等效代替速度；
故圖象縱坐標(biāo)名稱為速度；橫坐標(biāo)為時間，本段時間內(nèi)的平均速度表示中間時刻的瞬時速度，故將各段中點(diǎn)用直線相連，即為v-t圖象，如圖所示；
 
 v-t圖線中，圖象的斜率就是加速度．故可以求出斜率來表示加速度．
故答案為：（1）0.02；   （2）$\frac{t6ajaww_{6}-1oktccx_{4}}{2T}$；（3）0.40；（4）不變；（5）加速度．

點(diǎn)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(qiáng)基礎(chǔ)知識的理解與應(yīng)用．