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研究小车做匀变速直线运动的实验装置如图(a)所示,其中斜面倾角θ可调.打点计时器的工作频率为50Hz.图b中所示的是每打5个点所取的记数点,但第3个记数点没有画出.(答案均要求保
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研究小车做匀变速直线运动的实验装置如图(a)所示,其中斜面倾角θ可调.打点计时器的工作频率为50Hz.图b中所示的是每打5个点所取的记数点,但第3个记数点没有画出.(答案均要求保留2位有效数字)
(1)部分实验步骤如下:
A.关闭电源,取出纸带.
B.接通电源,待打点计时器工作稳定后放开小车.
C.将小车停靠在打点计时器附近,小车尾部与纸带相连.
D.把打点计时器固定在平板上,让纸带穿过限位孔.
上述实验步骤的正确顺序是:___(用字母填写).
(2)该物体的加速度为___m/s2,加速度方向___(选填:向左、向右)
(3)打第2个计数点时该物体的速度为___m/s.
(4)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___(选填:偏大、偏小或不变).
(1)部分实验步骤如下:
A.关闭电源,取出纸带.
B.接通电源,待打点计时器工作稳定后放开小车.
C.将小车停靠在打点计时器附近,小车尾部与纸带相连.
D.把打点计时器固定在平板上,让纸带穿过限位孔.
上述实验步骤的正确顺序是:___(用字母填写).
(2)该物体的加速度为___m/s2,加速度方向___(选填:向左、向右)
(3)打第2个计数点时该物体的速度为___m/s.
(4)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___(选填:偏大、偏小或不变).
▼优质解答
答案和解析
(1)在实验过程中应先固定打点计时器,再放置小车,然后打开电源,最后释放小车,所以正确的顺序是DCBA.
(2)设1、2间的位移为x1,2、3间的位移为x2,3、4间的位移为x3,4、5间的位移为x4;
因为周期为T=0.02s,且每打5个点取一个记数点,所以每两个点之间的时间间隔T=0.1s;
由匀变速直线运动的推论xm-xn=(m-n)at2得:x4-x1=3at2
代入数据得:(5.84-3.62)×10-2=3a×0.12
解得:a=0.74m/s2,方向向左;
(3)第1、2中时刻的瞬时速度等于打1、2之间的平均速度,因此有:vI=
=
=0.362m/s.
同理,vII=
=0.584m/s
那么第2个计数点时该物体的速度为:v=
=
=0.47m/s;
(4)如果当时电网中交变电流的频率是f=51Hz,则周期变小,计数点之间的时间间隔变小,即实际的时间间隔小于0.1s,
但是该同学不知道仍以0.1s计算,根据x4-x1=3at2,知测量值比实际值偏小;
故答案为:(1)DCBA;(2)0.74,向左;(3)0.47;(4)偏小.
(2)设1、2间的位移为x1,2、3间的位移为x2,3、4间的位移为x3,4、5间的位移为x4;
因为周期为T=0.02s,且每打5个点取一个记数点,所以每两个点之间的时间间隔T=0.1s;
由匀变速直线运动的推论xm-xn=(m-n)at2得:x4-x1=3at2
代入数据得:(5.84-3.62)×10-2=3a×0.12
解得:a=0.74m/s2,方向向左;
(3)第1、2中时刻的瞬时速度等于打1、2之间的平均速度,因此有:vI=
x12 |
T |
0.0362 |
0.1 |
同理,vII=
x45 |
T |
那么第2个计数点时该物体的速度为:v=
vI+vII |
2 |
0.362+0.584 |
2 |
(4)如果当时电网中交变电流的频率是f=51Hz,则周期变小,计数点之间的时间间隔变小,即实际的时间间隔小于0.1s,
但是该同学不知道仍以0.1s计算,根据x4-x1=3at2,知测量值比实际值偏小;
故答案为:(1)DCBA;(2)0.74,向左;(3)0.47;(4)偏小.
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