Question

【題目】某同學做“研究勻變速直線運動的規律”的實驗裝置如圖。一小車放在水平長木板上，左側拴有一細線，跨過固定在木板邊緣的滑輪與鉤碼相連，小車右側與穿過電火花計時器的紙帶相連，在鉤碼牽引下，小車在木板上向左運動。電火花打點計時器所用的交流電頻率為50 Hz。

（1）實驗中，使用到電火花打點計時器（含紙帶、墨粉紙）、小車、長木板、鉤碼和細線等，在下面的儀器和器材中，還需使用的有____________。（填選項代號）

A．電壓為4~6 V的50 Hz交流電源

B．電壓為220 V的50 Hz交流電源

C．刻度尺

D．停表

E．天平

（2）該同學進行了以下實驗操作步驟，其中錯誤的步驟有_________。

A．將打點計時器固定在長木板有滑輪的一端，并接好電路

B．將紙帶固定在小車尾部，并穿過打點計時器的限位孔

C．把一條細線拴在小車上，細線跨過定滑輪，下端掛著鉤碼

D．實驗時先釋放小車，再接通電源

（3）如圖所示，電火花打點計時器在紙帶上打出一系列清晰的點跡，相鄰的兩計數點間還有4個點沒有畫出，根據紙帶可以計算各點的瞬時速度及小車加速度。打計數點5時小車的速度v5=_______m/s，根據紙帶計算小車的加速度a=________m/s2。（結果均保留兩位有效數字）

（4）如果當時電網中交變電流的頻率是f=51 Hz，而做實驗的同學并不知道，那么加速度的測量值與實際值相比___________(選填“偏大”“偏小”或“不變”)。

Answer 1

【答案】（1）BC （2）AD （3）0.51 0.38 （4）偏小

【解析】

（1）電火花計時器需要220V交流電源，可知在下面的儀器和器材中，還需使用的有電壓為220 V的50 Hz交流電源；同時需要刻度尺測量紙帶的點跡間距；故選BC.

（2）將打點計時器固定在長木板沒有滑輪的一端，并接好電路，選項A錯誤；將紙帶固定在小車尾部，并穿過打點計時器的限位孔，選項B正確；把一條細線拴在小車上，細線跨過定滑輪，下端掛著鉤碼，選項C正確；實驗時先接通電源，再釋放小車，選項D錯誤；此題選擇不正確的實驗步驟，故選AD.

（3）相鄰的兩個計數點間還有4個點沒畫出，計數點間的時間間隔：t=0.02×5=0.1s，
第5點的瞬時速度：，
由勻變速直線運動推論：△x=at2可知，小車的加速度為 ．

（4）如果在某次實驗中，交流電的頻率51Hz，f＞50Hz，那么實際打點周期變小，根據運動學公式△x=at2得：真實的加速度值就會偏大，所以測量的加速度值與真實的加速度值相比是偏小。