Question

13．某同學(xué)利用圖1所示裝置研究小車的勻變速直線運動．

①實驗中，必要的措施是AD．
A．細線必須與長木板平行                B．細線無須與長木板平行
C．先釋放小車再接通電源                D．先接通電源再釋放小車
②他實驗時將電磁打點計時器接到頻率為50H_Z的交流電源上，得到一條紙帶，打出的部分計數(shù)點如圖2所示（每相鄰兩個計數(shù)點間還有4個點，圖中未畫出）．s₁=3.59cm，s₂=4.41cm，s₃=5.19cm，s₄=5.97cm，s₅=6.78cm，s₆=7.64cm．則相鄰計數(shù)點間的時間間隔為0.1s，小車的加速度a=0.80m/s²（要求充分利用測量的數(shù)據(jù)），打點計時器在打B點時小車的速度v_B=0.40m/s．（計算結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字）
③該同學(xué)從實驗結(jié)果發(fā)現(xiàn)，鉤碼下落時的加速度比實際加速度小，為了有效地縮小這個實驗誤差，請你提出一個有效的改進方法：可以將鉤碼的質(zhì)量加大或者換用電火花打點計時器或采用頻閃照相法．
④如果當時電網(wǎng)中交變電流的頻率變?yōu)?1Hz，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會偏�。ā捌�大”、“不變”或“偏小”）．

Answer 1

分析 （1）分析實驗?zāi)繕撕蛯嶒炘�理，明確實驗中需要注意事項即可求解；
（2）根據(jù)逐差法可求得物體運動的加速度；根據(jù)平均速度表示中間時刻的瞬時速度可求得D點的速度．
（3）分析誤差的來源，提出合理的措施
（4）明確周期和頻率之間的關(guān)系，了解真實值和測量值之間的關(guān)系，即可分析誤差情況，正確解答該題．

解答 解：（1）為了讓小車做勻加速直線運動，應(yīng)使小車受力恒定，故應(yīng)將細線與木板保持水平；同時為了打點穩(wěn)定，應(yīng)先開電源再放紙帶；故AD正確；BC錯誤；
故選：AD
（2）每兩個計數(shù)點間有四個點沒有畫出，故兩計數(shù)點間的時間間隔為T=5×0.02=0.1s；
根據(jù)逐差法可知，物體的加速度為：a=$\frac{（{s}_{4}^{\;}+{s}_{5}^{\;}+{s}_{6}^{\;}）-（{s}_{1}^{\;}+{s}_{2}^{\;}+{s}_{3}^{\;}）}{9{T}_{\;}^{2}}$=$\frac{（5.97+6.78+7.64）-（3.59+4.41+5.19）}{9×0．{1}_{\;}^{2}}×1{0}_{\;}^{-2}$=0.80m/s²；
B點的瞬時速度等于CE間的平均速度${v}_{B}^{\;}=\frac{{x}_{AC}^{\;}}{2T}=\frac{{s}_{1}^{\;}+{s}_{2}^{\;}}{2T}=\frac{3.59+4.41}{0.2}×1{0}_{\;}^{-2}$m/s=0.40m/s
（3）鉤碼下落時的加速度比實際加速度小，說明下落時空氣阻力的影響較大，可以將鉤碼的質(zhì)量加大或者換用電火花打點計時器或采用頻閃照相法
（4）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(jù)運動學(xué)公式△x=at²得：真實位移差偏小，所以測量的加速度值與真實的加速度值相比是偏�。�
故答案為：（1）AD；（2）0.1；0.80；0.40   （3）可以將鉤碼的質(zhì)量加大或者換用電火花打點計時器或采用頻閃照相法  （4）偏小

點評 本題考查勻變速直線運動規(guī)律的應(yīng)用，要注意明確實驗原理，知道本實驗中只需要研究勻變速直線運動即可，所以不需要平衡摩擦力，也不需要讓小車的質(zhì)量遠大于鉤碼的質(zhì)量．