题目内容
【题目】如图为接在50Hz低压交流电源上的打点计时器,在纸带做匀加速直线运动时打出的一条纸带,图中所示的是每打5个点所取的记数点,但第3个记数点没有画出.由图数据可求得:
(1)该物体的加速度为 m/s2 ,
(2)第3个记数点与第2个记数点的距离约为cm,
(3)打第2个计数点时该物体的速度为m/s.
(4)如果当时电网中交变电流的频率是f=51Hz,而做实验的同学并不知道,那么加速度的测量值与实际值相比(选填:偏大、偏小或不变).
【答案】
(1)0.74
(2)4.36
(3)0.399
(4)偏小
【解析】解:(1)设1、2间的位移为x1,2、3间的位移为x2,3、4间的位移为x3,4、5间的位移为x4;
因为周期为T=0.02s,且每打5个点取一个记数点,所以每两个点之间的时间间隔T=0.1s;
由匀变速直线运动的推论xm﹣xn=(m﹣n)at2得:
x4﹣x1=3at2
代入数据得:
(5.84﹣3.62)×10﹣2=3a×0.12
解得:a=0.74m/s2.
⑵第3个记数点与第2个记数点的距离即为x2,由匀变速直线运动的推论:x2﹣x1=at2得:
x2=x1+at2代入数据得:
x2=3.62×10﹣2+0.74×0.12=0.0436m
即为:4.36cm.
⑶打第2个点时的瞬时速度等于打1、3之间的平均速度,因此有:
v2= =0.399m/s
⑷如果当时电网中交变电流的频率是f=51Hz,则周期变小,计数点之间的时间间隔变小,即实际的时间间隔小于0.1s,但是该同学不知道仍以0.1s计算,根据x4﹣x1=3at2,知测量值比实际值偏小.
所以答案是:(1)0.74;(2)4.36;(3)0.399;(4)偏小.
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