Question

4．在“用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器探究勻變速直線運(yùn)動(dòng)速度隨時(shí)間變化規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中，用一端裝有定滑輪的長(zhǎng)木板、小車、打點(diǎn)計(jì)時(shí) 器（頻率為 50Hz）、鉤碼、紙帶、細(xì)線組成如圖（a）所示的裝置，鉤碼拉動(dòng)小車，小車做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，得 到如圖（b）所示的一條紙帶，紙帶中相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間有四 個(gè)點(diǎn)未畫出．
（1）在本實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)操作了以下實(shí)驗(yàn)步驟，其中有明顯錯(cuò) 誤的步驟是D（填寫字母）
A．將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在木板上，并接好電路
B．將紙帶固定在小車尾部，并穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的限位孔
C．把一條細(xì)繩拴在小車上，細(xì)繩跨過定滑輪，下面吊著適當(dāng)重的鉤碼
D．放開紙帶，再接通電源
（2）如圖（b）用毫米刻度尺測(cè)量得：AB=4.56cm、AC=12.16cm、AD=22.52cm、AE=36.06cm，則：打 B 點(diǎn)時(shí)小車的速度大小為0.61m/s．（結(jié)果保留二位有效數(shù)字）
（3）小車運(yùn)動(dòng)過程中細(xì)線對(duì)鉤碼的拉力＜鉤碼的重力．（填“＞”、“=”、“＜”）

Answer 1

分析 （1）探究小車速度隨時(shí)間變化的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)，所需的實(shí)驗(yàn)器材應(yīng)該從實(shí)驗(yàn)的過程和步驟去考慮；接通電源與釋放紙帶（或物體）的先后順序根據(jù)實(shí)驗(yàn)情況總結(jié)得出．
（2）根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)中時(shí)間中點(diǎn)的速度等于該過程中的平均速度，可以求出打紙帶上B點(diǎn)時(shí)小車的瞬時(shí)速度大�。�
（3）根據(jù)牛頓第二定律，結(jié)合受力分析，即可求解．

解答 解：（1）A．將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在木板上，并接好電路；
B．將紙帶固定在小車尾部，并穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的限位孔；
C．把一條細(xì)繩拴在小車上，細(xì)繩跨過定滑輪，下面吊著適當(dāng)重的鉤碼；
D、開始記錄時(shí)，應(yīng)先給打點(diǎn)計(jì)時(shí)器通電打點(diǎn)，然后釋放紙帶讓紙帶（隨物體）開始運(yùn)動(dòng)，如果先放開紙帶開始運(yùn)動(dòng)，再接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)時(shí)器的電源，由于重物運(yùn)動(dòng)較快，不利于數(shù)據(jù)的采集和處理，會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生較大的誤差；同時(shí)先打點(diǎn)再釋放紙帶，可以使打點(diǎn)穩(wěn)定，提高紙帶利用率，可以使紙帶上打滿點(diǎn)，
其中有明顯錯(cuò)誤的步驟是：D．
（2）由于兩個(gè)相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有4個(gè)點(diǎn)沒畫出，所以相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔T=0.1s．
根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)中時(shí)間中點(diǎn)的速度等于該過程中的平均速度，
v_B=$\frac{{x}_{AC}}{2T}$=$\frac{12.16×1{0}^{-2}}{0.2}$ m/s≈0.61m/s
（3）根據(jù)牛頓第二定律，則有：mg-T=ma，
因加速度方向向下，那么細(xì)線對(duì)鉤碼的拉力小于鉤碼的重力．
故答案為：（1）D；  （2）0.61；（3）＜．

點(diǎn)評(píng) 教科書本上的實(shí)驗(yàn)，我們要從實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)儀器、實(shí)驗(yàn)步驟、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)這幾點(diǎn)去搞清楚，同時(shí)加強(qiáng)基礎(chǔ)知識(shí)的應(yīng)用，提高解題能力．
要提高應(yīng)用勻變速直線的規(guī)律以及推論解答實(shí)驗(yàn)問題的能力，在平時(shí)練習(xí)中要加強(qiáng)基礎(chǔ)知識(shí)的理解與應(yīng)用．注意單位的換算．