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高中 | 测量平均速度和瞬时速度题目答案及解析如下,仅供参考!
必修1
第一章 运动的描述
1.4 实验:用打点计时器测速度
测量平均速度和瞬时速度
某实验小组利用如图$1$所示的实验装置进行“探究小车加速度与力的关系”的实验。
实验时,下列操作或说法正确的有 (填选项序号)。
打点计时器可以接直流电源
","实验中不必满足$m≪M$
","实验时,要先使小车运动起来再打开打点计时器的电源
","补偿摩擦力后,小车受到的合外力为实验过程中弹簧测力计示数的$2$倍
"]$\rm A$.实验中,打点计时器需要用到电压合适的交流电源,故$\rm A$错误;
$\rm B$.作用在小车上的力可以直接读出,不必满足$m≪M$,故$\rm B$正确;
$\rm C$.实验时,要先打开打点计时器的电源再使小车运动,故$\rm C$错误;
$\rm D$.实验中小车受到的合外力为弹簧测力计示数的$\rm 2$倍,故$\rm D$正确。
故选:$\rm BD$。
进行正确的实验操作后,得到如图$2$所示的纸带,并确定出计数点$O$、$A$、$B$、$C$、$D$,相邻计数点间还有$4$个计时点未画出,电源的频率为$50\;\rm Hz$,则根据图$2$所示的纸带可知,打下$B$点时小车的瞬时速度大小为 $\;\rm m/s$,小车的加速度大小为 ${\text{m}}/{\text{s}^{2}}$(结果均保留$2$位有效数字)。
根据中间时刻的瞬时速度等于这一过程的平均速度可得$v_{B}=\dfrac{x_{AC}}{2T}$
解得$v_{B}≈0.72\;\rm m/s$
根据逐差法,小车运动的加速度大小为$a=\dfrac{\left( x_{CD}+x_{BC} \right)-\left( x_{AB}+x_{OA} \right)}{4T^{2}}$,$a≈2.4\;\rm m/s^{2}$
若实验中电源频率实际为$48\;\rm Hz$,但处理数据时仍按照$50\;\rm Hz$进行计算,则测得小车的加速度值与真实值比较将 (填“偏大”“偏小”或“不变”)。
实验中交流电的频率低于$50\;\rm Hz$,但是依然按照$50\;\rm Hz$进行运算,可知相邻两计数点间的时间间隔$T$偏小,根据$a=\dfrac{\Delta x}{T^{2}}$可知加速度测量值偏大。
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