Question

20．甲乙兩同學做“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”實驗，甲同學寫下如下實驗步驟：
A．在桌面上放好長木板，在無滑輪的一端固定電磁打點計時器，將紙帶固定在小車上，并使紙帶穿過電磁打點計時器的限位孔．
B．用細線的一端拴住小車，細線的另一端跨過木板上的定滑輪掛上鉤碼，將小車放在靠近電磁打點計時器一端的木板上．
C．用導線將電磁打點計時器接在6V直流電源上．
D．放開小車，讓小車運動后再合上電鍵，使電磁打點計時器打點．
E．打開電鍵，取下紙帶，測量和分析紙帶．
（1）乙同學檢查了甲同學擬定的實驗步驟，發(fā)現有兩處錯誤．請你代乙同學找出并糾正甲同學的錯誤：
錯誤1：電磁打點計時器不能接直流電源而應接6V交流電源；
錯誤2：應先合上電鍵再放開小車而不是先放開小車再合上電鍵．
（2）糾正錯誤后，兩同學順利得到了正確的紙帶，如圖所示，紙帶上AA、B、C、D、E、F、G是7個計數點，每相鄰2個計數點間還有4個點未畫出．已知電磁打點計時器使用的電源頻率為50Hz，用毫米刻度尺測量的數據已標記在圖上，則小車運動的加速度為0.81m/s²；打點D時刻小車的速度為0.56m/s；（以上兩空均保留兩位有效數字）

Answer 1

分析 明確實驗原理，知道打點計時器的使用方法；
根據勻變速直線運動中中間時刻的速度等于該過程中的平均速度，可以求出打紙帶上A點時小車的瞬時速度大小，根據勻變速直線運動的推論公式△x=aT²可以求出加速度的大�。�

解答 解：（1）電磁打點計時器是根據交變電流的電流方向隨時間迅速改變而工作的，故應該接交變電流；
為增加打點個數，應該先接通電源后釋放小車；
（2）根據勻變速直線運動的推論公式△x=aT²可以求出加速度的大小，
得：x₄-x₁=3a₁T²
x₅-x₂=3a₂T²
x₆-x₃=3a₃T²
為了更加準確的求解加速度，我們對三個加速度取平均值
得：a=$\frac{1}{3}$（a₁+a₂+a₃）
代入數據解得a=0.81m/s²．
根據勻變速直線運動中中間時刻的速度等于該過程中的平均速度，所以：
vD=$\frac{CE}{2T}$=$\frac{（5.20+5.99）×1{0}^{-2}}{0.1×2}$=0.56m/s；
故答案為：（1）電磁打點計時器不能接直流電源，而應該接6V交流電源，應先合上電鍵再放開小車，而不是先放開小車再合上電源，
（2）0.81；0.56；

點評 本題關鍵明確實驗操作的步驟，知道用紙帶求解速度和加速度的方法；并明確如何可以減小實驗誤差，同時在計算中要注意單位的換算．