题目内容
【题目】利用打点计时器探究小车的速度随时间变化的规律.其中交变电流的频率为50Hz,如图给出了该次实验中,从A点开始,每5个点取一个计数点的纸带,其中A、B、C、D、E、F、G都为计数点.测得各计数点到A点的距离分别为:d1=1.40cm,d2=3.29cm,d3=5.69cm,d4=8.59cm,d5=12.00cm,d6=15.90cm.
(1)如果该纸带A端与小车相连,则小车的运动方向为(选填“A→B”或“B→A”),且小车做(填“匀加速”、“匀减速”或“变加速”)直线运动.
(2)在打计数点F时,小车运动的瞬时速度为vF=m/s,小车的加速度大小为a=m/s2 . (本小题计算结果数值均保留两位有效数字)
(3)如果当时电网中交变电流的电压略偏小,但仍然稳定.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)B→A,匀加速
(2)0.37,0.50
(3)不变
【解析】解:(1)纸带做加速运动,相等时间内运动的位移越来越大,由此可判断纸带那端与小车相连,因此纸带的左端与小车相连,则小车的运动方向由B到A;
依据纸带数据,即为:xBC﹣xAB=3.29﹣1.40﹣1.40=0.49cm
xCD﹣xBC=5.69﹣3.29﹣(3.29﹣1.40)=0.51cm;则有连续相等的时间内,在误差允许范围内,位移之差相等,因此小车做匀加速直线运动;(2)每相邻两个计数点间还有4个点图中没有画出,计数点之间的时间间隔为t=0.1s;
根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度,
得:vF = =
m/s=0.37m/s;
设A到B之间的距离为x1,以后各段分别为x2、x3、x4、x5、x6,
根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT2可以求出加速度的大小,得:
x4﹣x1=3a1T2
x5﹣x2=3a2T2
x6﹣x3=3a3T2
为了更加准确的求解加速度,我们对三个加速度取平均值,得:
a= (a1+a2+a3)=
=0.50m/s2;(3)电网电压变化,并不改变打点的周期,故测量值与实际值相比不变.
所以答案是:(1)B→A,匀加速;(2)0.37,0.50;(3)不变.
