Question

【題目】某同學做“測勻變速直線運動的加速度”的實驗裝置如圖所示，一小車放在水平長木板上，左側栓有一細軟線，跨過固定在木板邊緣的滑輪與一重物相連，小車右側與穿過電火花計時器的紙帶相連.在重物牽引下，小車在木板上向左運動.圖2給出了電火花計時器在紙帶上打出的一些計數點，相鄰計數點間還有4個點沒畫出．電火花計時器所用的交流點頻率為50Hz．

（1）實驗中，除電火花計時器（含紙帶、墨粉紙盒）、小車、帶滑輪的長木板、導線、細線及開關外，在下面的儀器和器材中，必須使用的有__________（填選項代號）

A．電壓為4～6V的50Hz交流電 B．電壓為220V的50Hz交流電 C．刻度尺

D．秒表 E．天平 F．鉤碼（重物）

（2）下列說法中正確的有__________（填選項代號）

A．在釋放小車前，小車要靠近打點計時器

B．打點計時器應固定在長木板的有滑輪一端

C．拉住紙帶，將小車移到靠近打點計時器的一端后，釋放小車，同時接通電源

D．根據打點計時器打出的紙帶，可以直接得到的物理量是時間和某段時間內的位移

（3）根據紙帶（可以計算各點的瞬時速度及小車加速度，則第2點的瞬時速度v2=__________m/s，小車的加速度a=__________m/s2．（計算結果取三位有效數字）

（4）打點計時器原來使用的頻率是50Hz，若在測定勻變速直線運動的加速度時，交流電的頻率變為60Hz而未被發現，這樣計算出的加速度比真實值__________（填“偏大”、“偏小”或“不變”）

Answer 1

【答案】 （1）BCF （2）AD （3）0.396m/s 0.380m/s2 （4）偏小

【解析】（1）電火花打點計時器采用220V、50Hz的交流電源，打點計時器可以記錄時間，所以不需要秒表，該實驗不需要測量質量，所以不需要天平，由于要測量紙帶上點跡間的距離，所以需要刻度尺，最后還需要重錘．故選BCF．
（2）在釋放小車前，小車要靠近打點計時器，保證充分利用紙帶，故A正確；將打點計時器固定在長木板有滑輪另一端，并接好電路，故B錯誤；實驗時應先接通電源，后釋放紙帶，故C錯誤；打點計時器打點的時間間隔是0.02s，故可以直接得出時間，位移可以用刻度尺直接測出來，故D正確；故選AD．
（3）計數點2的瞬時速度．
根據△x=aT2，運用逐差法得， ，
代入數據得， ．
（4）頻率變高，即打點時間間隔變短，而根據逐差法的公式可知，時間間隔T是在分母處，故未發現時仍采用較大的時間間隔計算，結果會比真實值偏小．