Question

實(shí)驗(yàn)題
（1）電火花計(jì)時(shí)器使用交流電源，電壓為220V．當(dāng)電源的頻率為50Hz時(shí)，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器每隔

0.02

s打一個(gè)點(diǎn)，當(dāng)交流電的頻率為40Hz時(shí)，仍按50Hz計(jì)算，則測(cè)量的速度的數(shù)值比真實(shí)的速度數(shù)值

偏大

（選填“偏大”、“偏小”或“不變”）．
（2）如圖1所示，一個(gè)小球從D點(diǎn)豎直上拋到最高點(diǎn)A的頻閃照片，不計(jì)空氣阻力，則小球在D、B兩點(diǎn)的速度之比v_D：v_B=

3：1

，B到 A的距離和D到B的距離之比x_BA：x_DB=

1：8

．
（3）如圖2所示，某同學(xué)在“研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)”實(shí)驗(yàn)中，由打點(diǎn)計(jì)時(shí)器得到表示小車(chē)運(yùn)動(dòng)過(guò)程的一條清晰紙帶，紙帶上兩相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)的時(shí)間間隔為T(mén)，測(cè)得相鄰兩點(diǎn)距離分別為S₁、S₂、S₃、S₄、S₅、S₆，如圖2所示．

用測(cè)得的物理量表示，A點(diǎn)處的瞬時(shí)速度大小v=

s3+s4

2T

，加速度的大小a=

(s6+s5+s4)-(s3+s2+s1)

9T2

．
（4）某實(shí)驗(yàn)小組用如圖3所示的實(shí)驗(yàn)裝置，探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)的關(guān)系．實(shí)驗(yàn)主要操作步驟如下：先將待測(cè)彈簧的一端固定在鐵架臺(tái)上，然后將刻度尺豎直放在彈簧一側(cè)，并使彈簧另一端的指針恰好落在刻度尺上．當(dāng)彈簧自然下垂時(shí)，讀取指針指示的刻度數(shù)值L₀；當(dāng)彈簧下端掛一個(gè)50g的鉤碼，讀取指針指示的刻度數(shù)值L₁；彈簧下端掛兩個(gè)50g的鉤碼，讀取指針指示的刻度數(shù)值L₂；…；掛6個(gè)50g的鉤碼時(shí)，讀取指針指示的刻度數(shù)值L₆．他們采用圖象法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)：以刻度尺讀數(shù)L為橫坐標(biāo)，以所掛鉤碼質(zhì)量m為縱坐標(biāo)，所畫(huà)圖象如圖4所示．根據(jù)該圖象可知，實(shí)驗(yàn)小組采用的彈簧的勁度系數(shù)為k=

5.44

N/m；（結(jié)果保留3位數(shù)字）

Answer 1

分析：（1）了解打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的原理和具體使用，尤其是在具體實(shí)驗(yàn)中的操作細(xì)節(jié)要明確即可正確解答本題；
（2）從D豎直上拋到A，反過(guò)來(lái)看就是自由落體運(yùn)動(dòng)，然后根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律以及推論即可正確求解；
（3）根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)中某段時(shí)間內(nèi)的平均速度等于中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度，根據(jù)勻變速運(yùn)動(dòng)在相鄰的相等的時(shí)間內(nèi)位移差是一恒量即△x=aT²，可以求出物體的速度加速度大小；
（4）根據(jù)胡克定律以及圖象特點(diǎn)可以求出勁度系數(shù)的大小．

解答：解：（1）電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是使用220V交流電源的儀器，其打點(diǎn)周期與交流電的周期相同，若交流電頻率為50赫茲，則其打點(diǎn)周期為0.02s，當(dāng)電源頻率為40Hz時(shí)，低于50Hz時(shí)，實(shí)際打點(diǎn)周期將變大，而進(jìn)行計(jì)算時(shí)，仍然用0.02s，因此測(cè)出的速度數(shù)值將比物體的真實(shí)數(shù)值大．
故答案為：0.02s，偏大．
（2）物體可以看作從A自由下落到D，下落時(shí)間間隔相同，因此有：
h_AB：h_BC：h_CD=1：3：5   ①
由此可得：
 x_BA：x_DB=1：8．
根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式有：

v

2 D

=2ghAD          ②

v

2 B

=2ghAB           ③
聯(lián)立①②③解得：v_D：v_B=3：1；
故答案為：v_D：v_B=3：1；  x_BA：x_DB=1：8．
（3）根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)中某段時(shí)間內(nèi)的平均速度等于中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度，得：
vA=

s3+s4

2T

根據(jù)逐差法有：
s6-s3=3a1T2
s5-s2=3a2T2
s4-s1=3a3T2
a=

a1+a2+a3

3

=

(s6+s5+s4)-(s3+s2+s1)

9T2

故答案為：

s3+s4

2T

，

(s6+s5+s4)-(s3+s2+s1)

9T2

（4）彈簧所受拉力大小等于所掛物體重力大小，據(jù)此結(jié)合圖象，在圖象上任意取兩點(diǎn)可求得斜率為：
k=

△y

△x

=

283

52

≈5.44
統(tǒng)一單位后彈簧的勁度系數(shù)為：
k=5.44N/m．
故答案為：5.44．

點(diǎn)評(píng)：（1）對(duì)于基本儀器的使用，我們不僅從理論上學(xué)習(xí)它，還要從實(shí)踐上去了解它，通過(guò)實(shí)踐加深對(duì)基本儀器的理解和應(yīng)用．
（2）熟練掌握豎直上拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)，正確應(yīng)用初速度為零的勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論解題；
（3）掌握勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律以及推論，并能熟練應(yīng)用來(lái)解決問(wèn)題；
（4）對(duì)于探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)，考查了數(shù)據(jù)處理的有關(guān)知識(shí)，較好考查了學(xué)生數(shù)據(jù)處理能力．