Question

14．某同學(xué)在做“研究勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，使用電火花計(jì)時(shí)器作計(jì)時(shí)工具
（1）電火花計(jì)時(shí)器正常工作時(shí)，其打點(diǎn)的周期取決于B
A． 交流電壓的高低         B． 交流電的頻率
C． 計(jì)數(shù)點(diǎn)間隔大小的選擇　 D． 紙帶拖動(dòng)的速度
（2）該同學(xué)的部分實(shí)驗(yàn)操作步驟如下：
A．測(cè)量完畢，關(guān)閉電源，取出紙帶．
B．接通電源，后放開(kāi)小車(chē)．
C．將小車(chē)�？吭诖螯c(diǎn)計(jì)時(shí)器附近，小車(chē)尾部與紙帶相連．
D．把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在平板上，讓紙帶穿過(guò)限位孔．
上述實(shí)驗(yàn)步驟的正確順序是：DCBA（用字母填寫(xiě)）．
（3）該同學(xué)得到一條用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下的紙帶，如圖1所示，并在其上取了A、B、C、D、E、F等6個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)（每相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下的點(diǎn)，本圖中沒(méi)有畫(huà)出），打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接的是“220V、50Hz”的交變電流．如圖，他將一把毫米刻度尺放在紙帶上，其零刻度和計(jì)數(shù)點(diǎn)A對(duì)齊．
①打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在打B、C、D、E各點(diǎn)時(shí)物體的瞬時(shí)速度如下表：

vB	vC	vD	vE
0.12m/s	0.16m/s		0.25m/s

從圖中可先讀出CE兩點(diǎn)間距為4.10cm，再來(lái)計(jì)算v_D=0.21m/s （計(jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）．
②根據(jù)①中得到的數(shù)據(jù)，試在圖2中所給的坐標(biāo)系中，畫(huà)出v-t圖象，要求：計(jì)數(shù)點(diǎn)A作為0時(shí)刻，并從中可得出物體的加速度a=0.43m/s²．（保留兩位有效數(shù)字）
③如果當(dāng)時(shí)電網(wǎng)中交變電流的頻率低于50Hz，而做實(shí)驗(yàn)的同學(xué)并不知道，那么由此引起的系統(tǒng)誤差將使加速度的測(cè)量值比實(shí)際值偏大．（填“大”或“小”）

Answer 1

分析 了解打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的打點(diǎn)原理，由于交變電流方向的改變間隔打點(diǎn)．
根據(jù)勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)中時(shí)間中點(diǎn)的速度等于該過(guò)程中的平均速度，可以求出打紙帶上記數(shù)點(diǎn)時(shí)的瞬時(shí)速度大小．
用描點(diǎn)法作出v-t圖象，求出斜率即為加速度大�。�

解答 解：（1）當(dāng)電流為正方向時(shí)，振片受向下的力，此時(shí)打點(diǎn)一次，當(dāng)電流方向?yàn)榉捶较驎r(shí)，振片受向上的力，此時(shí)不打點(diǎn)，所以在交流電的一個(gè)周期內(nèi)打點(diǎn)一次，即每?jī)蓚�(gè)點(diǎn)間的時(shí)間間隔等于交流電的周期．
而交流電的周期又等于電源的頻率的倒數(shù)，故ACD錯(cuò)誤，B正確．
故選：B．
（2）先連接實(shí)驗(yàn)器材，后穿紙帶，再連接小車(chē)，最后打點(diǎn)并選擇紙帶進(jìn)行數(shù)據(jù)處理；
上述實(shí)驗(yàn)步驟的正確順序是DCBA；
（3）①?gòu)膱D中可先讀出CE兩點(diǎn)間距為4.10cm，
每相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下的點(diǎn)，即相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)的時(shí)間間隔是0.1s
根據(jù)勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)中時(shí)間中點(diǎn)的瞬時(shí)速度等于該過(guò)程中的平均速度，
有：v_D=$\frac{0.0650-0.0240}{2×0.1}$=0.21m/
②先描點(diǎn)，再連線(xiàn)，畫(huà)出直線(xiàn)，如圖：

在直線(xiàn)上取相距較遠(yuǎn)的兩點(diǎn)，讀出坐標(biāo)，求出斜率k=0.43
則加速度大小為0.43m/s²．
③如果在某次實(shí)驗(yàn)中，交流電的頻率為49Hz，那么實(shí)際周期大于0.02s，
根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式△x=at²得：真實(shí)的加速度值就會(huì)偏小，
所以測(cè)量的加速度值與真實(shí)的加速度值相比是偏大的．
故答案為：
（1）B
（2）DCBA
（3）①4.10；0.21
②如圖；0.43
③大

點(diǎn)評(píng) 知道打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的工作原理，根據(jù)電流方向的變化間隔打點(diǎn)，熟練使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器．考查了利用勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的規(guī)律和推論解決問(wèn)題的能力，同時(shí)注意圖象法在物理實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用．