题目内容

5.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个计时点(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=3.6cm,d2=9.2cm,d3=16.8cm,d4=26.4cm,d5=38.0cm,d6=51.6cm.
(1)由图中数据判定物体做匀变速直线运动的依据是连续相等时间内位移差恒定
(2)打点计时器在打E点时纸带运动的速度大小为1.06 m/s,加速度大小为2.00m/s2.(保留三位有效数字)
(3)如果当时电路中交变电流的频率是f=49Hz,而做实验的同学并不知道,那么加速度的测量值大于(填“大于”、“等于”或“小于”)实际值.

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E点时小车的瞬时速度大小;最后依据频率变小,周期变大,结合运动学公式,即可求解.

解答 解:(1)经过测量得:d1=3.6cm,d2=9.2cm,d3=16.8cm,d4=26.4cm,d5=38.0cm,d6=51.6cm.
则有:△d=d2-d1-d1=9.2-3.6-3.6=2.0cm
而:△d′=d3-d2-d2-d1=16.8-9.2-9.2-3.6=2.0cm
同理,在连续相等的时间内,位移差相等,因此可判定物体做匀变速直线运动;
(2)每相邻两个计数点间还有4个点,图中没有画出,所以相邻的计数点之间的时间间隔为T=0.1s.
利用匀变速直线运动的推论得:
vE=$\frac{{x}_{DF}}{2T}$=$\frac{{d}_{5}-{d}_{3}}{2T}$=$\frac{0.38-0.168}{0.2}$=1.06  m/s
根据公式△x=aT2可以求出加速度的大小:a=$\frac{{x}_{DG}-{x}_{AD}}{(3T)^{2}}$=$\frac{0.516-0.168-0.168}{0.{3}^{2}}$=2.00 m/s2.
(3)如果在某次实验中,交流电的频率49Hz,f<50Hz,那么实际打点周期变大,
根据运动学公式△x=at2得:测量的加速度值大于加速度的真实值;
故答案为:(1)连续相等时间内位移差恒定;(2)1.06,2.00;(3)大于.

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,及会分析引起误差的原因.

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