题目内容
【题目】小明与他的同伴进行探究小车的匀变速直线运动实验:
(1)由于他的同伴不太明确该实验的目的及原理,他从实验室里借取了如下器材:①打点计时器;②天平;③直流电源;④细绳;⑤纸带;⑥秒表;⑦钩码和小车;⑧一端附有定滑轮的长木板。小明看后觉得不妥,请你思考一下不需要的器材有:________;缺少的器材有:____________ ;
(2)小明在实验过程中正确的做法是________;
A.先接通电源,后释放纸带
B.释放纸带的同时接通电源
C.将接好纸带的小车停在靠近打点计时器处
D.使小车运动的加速度尽量小些
(3)小明经过实验获得如下图所示的纸带。他在纸带上便于测量的地方选取第一个计时点A,然后按打点先后顺序每5个计时点取1个计数点,得到了A、B、C、D、E、G等几个计数点,测得 xl =6.19 cm,x2=6.60 cm, x3 =6.98 cm,x4 =7.39 cm ,x5=7.80 cm,x6=8.18 cm。打点计时器使用交流电的频率为50Hz。则打点计时器在打E点时小车的瞬时速度=______ m/s(保留两位有效数字);
(4)小车加速度为a= ______ m/s2(保留两位有效数字);
(5)如果在测定匀变速直线运动的加速度时,实验者不知道实际交流电的频率变为大于50Hz,这样计算出的加速度值与真实值相比是______(填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
【答案】②③⑥ 交流电源、刻度尺 AC 0.76 0.40 偏小
【解析】
(1)[1]依据打点计时器使用交流电源,不需要③直流电源,打点计时器用来测时间,不需要⑥秒表,同时本实验不需要测量小车的质量,故不需要②天平,即不需要的器材为②③⑥;
[2] 依据打点计时器使用交流电源,故缺少交流电源,同时本实验需要测量计数点之间的距离,故还需要刻度尺;
(2)[3] AB.使用打点计时器时,应先接通电源,再释放纸带,故A正确,B错误;
C.将接好纸带的小车停在靠近打点计时器处,这样纸带的利用率较高,若小车停在远离打点计时器处,纸带上有很多空白,纸带的利用率低,测量误差较大,故C正确;
D.使小车运动的加速度尽量大些,这样相邻计数点间距大些,位移的测量误差小些,故D错误;
(3)[4]相邻计数点间的时间间隔为:
打点计时器在打E点时小车的瞬时速度为:
(4)[5] 根据逐差法得:
代入数据解得:
(5)[6]工作电压的频率变为大于,打点周期小于,而实验者不知道,仍按原来的周期计算加速度,则时间T变大,则由逐差法计算出的加速度偏小。