题目内容

在做《研究匀变速直线运动》的实验时,某同学得到一条用打点计时器打下的纸带如图所示,并在其上取了A、B、C、D、E、F、G等7个计数点,每相邻两个计数点之间还有4个点图中没有画出,打点计时器接周期为T=0.02s的交流电源.经过测量得:d1=3.60cm,d2=7.70cm,d3=12.32cm,d4=17.41cm,d5=23.00cm,d6=29.10cm.(以下结果均保留两位有效数字)

(1)通过计算,打出F点时物体的速度为vF=
0.58
0.58
m/s;
(2)物体的加速度a=
0.50
0.50
m/s2;
(3)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
偏小
偏小
(选填:偏大、偏小或不变)
分析: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,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,可以求出打纸带上F点时小车的瞬时速度大小.
解答:解:(1)每相邻两个计数点间还有4个点,图中没有画出,所以相邻的计数点之间的时间间隔为t=5T.
利用匀变速直线运动的推论得:
vF=
xEG
tEG
=
0.2910-0.1741
10×0.02
=0.58m/s
(2)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=
1
3
(a1+a2+a3)
即小车运动的加速度计算表达式为:a=
xDG-xAD
9t2

解得:a=
0.2910-0.1232-0.1232
9×(0.1)2
m/s2=0.50m/s2
(3)如果在某次实验中,交流电的频率51Hz,f>50Hz,那么实际打点周期变小,
根据运动学公式△x=at2得:真实的加速度值就会偏大,
所以测量的加速度值与真实的加速度值相比是偏小
故答案为:(1)0.58       (2)0.50  (3)偏小
点评:道要提高应用匀变速直线的规律以及推论解答实验问题的能力,在平时练习中要加强基础知识的理解与应用.
要注意单位的换算.
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