题目内容

6.如图所示是研究物体做匀变速直线运动规律时得到的一条纸带(实验中打点计时器所接低压交流电源的频率为50Hz),从O点后开始每5个计时点取一个记数点,依照打点的先后顺序依次编号为0、1、2、3、4、5、6,测得S1=5.18cm,S2=4.40cm,S3=3.60cm,S4=2.78cm,S5=2.00cm,S6=1.20cm.(结果保留两位有效数字)
(1)物体的加速度大小a=0.80m/s2;
(2)打点计时器打记数点3时,物体的速度大小为v3=0.32m/s.
(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(选填:偏大、偏小或不变).

分析 (1、2)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3点时小车的瞬时速度大小;
(3)根据频率与周期关系,结合△x=at2,即可求解.

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=0.1s.
根据加速度公式a=$\frac{△s}{{T}^{2}}$得:
a=$\frac{{s}_{6}+{s}_{5}+{s}_{4}-{s}_{3}-{s}_{2}-{s}_{1}}{(3T)^{2}}$=$\frac{1.20+2.00+2.78-3.60-4.40-5.18}{0.{3}^{2}}$×10-2≈-0.80 m/s2
因此加速度的大小为0.80 m/s2;
(2)利用匀变速直线运动的推论得:
v3=$\frac{{s}_{4}+{s}_{3}}{2T}$=$\frac{2.78+3.60}{2×0.1}$×10-2≈0.32  m/s
(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)0.80; (2)0.32;(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,同时要注意单位的换算.

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