题目内容
【题目】在《利用电火花打点计时器研究匀变速直线运动》的实验中。
(1)下述器材中不需要的是_____________(用代号表示)。
①220V交流电源 ②电火花打点计时器 ③秒表 ④小车 ⑤带滑轮长木板 ⑥纸带 ⑦天平 ⑧刻度尺
(2)如图所示是甲同学“研究物体做匀变速直线运动规律”时得到的一条纸带(实验中交流电源的频率为50Hz),依照打点的先后顺序取计数点为1、2、3、4、5、6、7,相邻两计数点间还有4个点未画出,测得:s1=1.42cm,s2=1.91cm,s3=2.40cm,s4=2.91cm,s5=3.43cm,s6=3.92cm。
a.打第2个计数点时纸带的速度大小v2=__________m/s(保留两位有效数字);
b.物体的加速度大小a=_____________m/s2 (保留两位有效数字),如果当时电网中交流电的频率是f=49Hz,而做实验的同学并不知道,那么由此引起加速度的测量值比实际值偏____________(填“大”或“小”)。
(3)如图所示是乙同学“研究物体做匀变速直线运动规律”时得到的一条纸带(实验中交流电源的频率为50Hz),在纸带上打出的点中,选出零点,每隔4个点取1个计数点,因保存不当,纸带被污染,如图所示,A、B、C、D是依次排列的4个计数点,仅能读出其中3个计数点到零点的距离:xA=16.6 mm,xB=126.5 mm,xD=624.5 mm.
若无法再做实验,可由以上信息推知:物体的加速度大小为________(用xA、xB、xD和f表示).
【答案】③⑦; 0.17; 0.50; 大; ;
【解析】
(1)电火花打点计时器使用220V的交流电源,可以直接记录时间,不需要秒表,在该实验中,不需要测量质量,所以不需要天平.可知不需要的器材为:③⑦.
(2)a、计数点2的瞬时速度为:.
b、根据△x=aT2,运用逐差法得:.
如果当时电网中交流电的频率是f=49Hz,则实际的周期大于0.02s,而测量周期为0.02s,则测量的周期偏小,根据知,加速度的测量值偏大.
(3)匀加速运动的位移特征是相邻的相等时间间隔内的位移以aT2均匀增大,即△x=aT2,所以有:xBC=xAB+aT2,xCD=xBC+aT2=xAB+2aT2,xBD=2xAB+3aT2,
所以物体的加速度大小为: