Question

13．在“探究小车速度随时间变化规律”的实验中：
（1）根据打点计时器打出的纸带，可以从纸带上直接测量得到的物理量是A（单选）．
A．位移       B．速度       C．加速度        D．平均速度
（2）下列操作中正确的有AC．（填选项代号）
A．在释放小车前，小车要靠近打点计时器
B．打点计时器应放在长木板的有滑轮一端
C．应先接通电源，后释放小车
D．电火花计时器应使用低压交流电源
（3）打点计时器原来使用的电源的频率是50Hz，若在测定匀变速直线运动的速度时，交流电的频率为60Hz而未被发觉，这样计算出的加速度值与真实值相比是偏小（填“偏大”、“偏小”或“不变”）
（4）小车拖着穿过打点计时器的纸带做匀变速运动，如图是经打点计时器打出纸带的一段，打点顺序是A、B、C、D、E，已知交流电频率为50Hz，纸带上每相邻两个计数点间还有一个点，则B点的速度是2.48m/s，D点的速度是2.16m/s，小车运动的加速度大小是4.05m/s²．（结果保留3位有效数字）

Answer 1

分析 在纸带上直接测量的物理量是位移、时间间隔；释放小车时，小车紧靠打点计时器，实验时，先接通电源，再释放纸带．
根据打点周期的测量误差，结合△x=aT²判断加速度的测量误差．
根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度汽车B、D的速度，根据连续相等时间内的位移之差是一恒量求出加速度．

解答 解：（1）根据打点计时器打出的纸带，可以从纸带上直接测量得到的物理量是位移，速度、平均速度需要通过测量位移以及时间间隔进行求解，加速度需要通过连续相等时间内位移之差是一恒量进行求解．故选：A．
（2）A、在释放小车前，小车要靠近打点计时器，故A正确．
B、打点计时器应放在长木板的不带滑轮一端，故B错误．
C、实验时应先接通电源，再释放小车，故C正确．
D、电火花计时器应使用220V的交流电源，故D错误．
故选：AC．
（3）交流电的频率为60Hz而未被发觉，则打点的周期测量值偏大，根据a=$\frac{△x}{{T}^{2}}$知，加速度的测量值偏小．
（4）B点的瞬时速度${v}_{B}=\frac{{x}_{AC}}{2T}=\frac{0.1987}{0.08}m/s=2.48m/s$，D点的瞬时速度${v}_{D}=\frac{{x}_{CE}}{2T}=\frac{0.3715-0.1987}{0.08}$m/s=2.16m/s．
根据△x=aT²，运用逐差法得，a=$\frac{{x}_{CE}-{x}_{AC}}{4{T}^{2}}$=$\frac{0.3715-0.1987-0.1987}{4×0.0{4}^{2}}$=-4.05m/s²．
故答案为：（1）A，（2）AC，（3）偏小，（4）2.48，2.16，（5）4.05．

点评 解决本题的关键掌握纸带的处理方法，会通过纸带求解瞬时速度和加速度，关键是匀变速直线运动推论的运用，注意有效数字的保留．