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(yùn)動(dòng)．

①實(shí)驗(yàn)中，必要的措施是AD．
A．細(xì)線必須與長(zhǎng)木板平行                B．細(xì)線無(wú)須與長(zhǎng)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(shí)驗(yàn)時(shí)將電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)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(jì)數(shù)點(diǎn)如圖2所示（每相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn)，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(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為0.1s，小車的加速度a=0.80m/s²（要求充分利用測(cè)量的數(shù)據(jù)），打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在打B點(diǎn)時(shí)小車的速度v_B=0.40m/s．（計(jì)算結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字）
③該同學(xué)從實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，鉤碼下落時(shí)的加速度比實(shí)際加速度小，為了有效地縮小這個(gè)實(shí)驗(yàn)誤差，請(qǐng)你提出一個(gè)有效的改進(jìn)方法：可以將鉤碼的質(zhì)量加大或者換用電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器或采用頻閃照相法．
④如果當(dāng)時(shí)電網(wǎng)中交變電流的頻率變?yōu)?1Hz，而做實(shí)驗(yàn)的同學(xué)并不知道，那么加速度的測(cè)量值與實(shí)際值相比會(huì)偏�。ā捌�大”、“不變”或“偏小”）．

Answer 1

分析 （1）分析實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)和實(shí)驗(yàn)原理，明確實(shí)驗(yàn)中需要注意事項(xiàng)即可求解；
（2）根據(jù)逐差法可求得物體運(yùn)動(dòng)的加速度；根據(jù)平均速度表示中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度可求得D點(diǎn)的速度．
（3）分析誤差的來(lái)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(shí)值和測(cè)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(yùn)動(dòng)，應(yīng)使小車受力恒定，故應(yīng)將細(xì)線與木板保持水平；同時(shí)為了打點(diǎn)穩(wěn)定，應(yīng)先開(kāi)電源再放紙帶；故AD正確；BC錯(cuò)誤；
故選：AD
（2）每?jī)蓚�(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間有四個(gè)點(diǎn)沒(méi)有畫出，故兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)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(diǎn)的瞬時(shí)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(shí)的加速度比實(shí)際加速度小，說(shuō)明下落時(shí)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(diǎn)計(jì)時(shí)器或采用頻閃照相法
（4）如果在某次實(shí)驗(yàn)中，交流電的頻率51Hz，f＞50Hz，那么實(shí)際打點(diǎn)周期變小，根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式△x=at²得：真實(shí)位移差偏小，所以測(cè)量的加速度值與真實(shí)的加速度值相比是偏�。�
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(diǎn)計(jì)時(shí)器或采用頻閃照相法  （4）偏小

點(diǎn)評(píng) 本題考查勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律的應(yīng)用，要注意明確實(shí)驗(yàn)原理，知道本實(shí)驗(yàn)中只需要研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)即可，所以不需要平衡摩擦力，也不需要讓小車的質(zhì)量遠(yuǎn)大于鉤碼的質(zhì)量．