Question

13．某同學(xué)選用如圖所示的裝置做“測定勻變速直線運動的加速度”的實驗，電源的頻率為50Hz．

（1）他做完實驗后，寫出了如下的操作步驟：
A．把打點計時器固定在長木板上沒有滑輪的一端，并連接在低壓直流電源上
B．把紙帶穿過打點計時器，并把它的一端固定在小車的后面
C．把一條細繩拴在小車上，細繩跨過滑輪，下邊掛上合適的鉤碼
D．把附有滑輪的長木板放在實驗桌上，并使滑輪伸出桌面
E．把小車停在靠近打點計時器處，放開小車，接通電源，讓小車拖著紙帶運動，打點計時器就在紙帶上打下一系列的點，換上新紙帶，重復(fù)三次
F．從三角紙帶中選擇一條比較理想的紙帶，舍掉開頭比較密集的點，在后邊便于測量的地方找一個開始點，并把每打五個點的時間作為時間單位，在選號的開始點下面記作0，往后第六個點作為計數(shù)點1，依次標出計數(shù)點2、3、4、5、6，并測算出相鄰兩點間的距離
G．根據(jù)公式a₁=$\frac{（{x}_{4}-{x}_{1}）}{（3{T}^{2}）}$，a₂=$\frac{（{x}_{5}-{x}_{2}）}{（3{T}^{2}）}$，a₃=$\frac{（{x}_{6}-{x}_{3}）}{（3{T}^{2}）}$及$\overline{a}$=$\frac{（{a}_{1}+{a}_{2}+{a}_{3}）}{3}$求出$\overline{a}$
其中，把你認為有錯的步驟序號選出AE，可改正為把A中的“直流電源”改為“交流電源”，把E中的“放開小車，接通電源”改為“接通電源，放開小車”．
（2）該同學(xué)根據(jù)打出的紙條認為不用計算就能直接得到的物理量有兩個，請你幫他選出AB
A．時間間隔 B．位移 C．加速度 D．平均速度
（3）該同學(xué)選出了一條的清晰紙袋，并根據(jù)紙帶上的點，標出了如圖所示的計數(shù)點，其中兩相鄰計數(shù)點間還有4個點未畫出，x₁=7.05cm，x₂=7.68cm，x₃=8.33cm，x₄=8.95cm，x₅=9.61cm，x₆=10.26cm，上表列出了打點計時器打下B、C、F時小車的瞬時速度，請在表中填入打點計時器打下D、E兩點時小車的瞬時速度．
（4）根據(jù)（3）問的數(shù)據(jù)，以A點為計時起點，在右圖中畫出小車的速度-時間關(guān)系圖線，并利用圖象求出小車的加速度大小為0.640m/s²．

位置	B	C	D	E	F
速度（m/s）	0.737	0.801			0.994

Answer 1

分析 根據(jù)實驗操作中的注意事項確定不正確的步驟．
打點計時器所用交流電頻率為50Hz時，每隔0.02s打一個點，所以時間間隔已知，紙帶上打出的點之間的距離可以用刻度尺直接量出．
根據(jù)勻變速直線運動中中間時刻的瞬時速度等于該過程中的平均速度可以求出D、E點速度的大��；根據(jù)速度-時間圖象解出斜率即為物體的加速度．

解答 解：（1）A選項錯誤，因為打點計時器使用交流電源，把A中的“直流電源”改為“交流電源”．E選項錯誤，應(yīng)先接通電源，再放開小車，把“放開小車，接通電源”改為“接通電源，放開小車”．
（2）根據(jù)打點計時器打出的紙帶，可以從紙帶上直接用刻度尺測量得到的物理量是位移，紙帶上的點與點的時間根據(jù)打點計時器的打點周期可求出，而加速度、平均速度都需要用公式計算，故AB正確．
（3）因為每相鄰兩計數(shù)點間還有4個打點，所以相鄰的計數(shù)點之間的時間間隔為0.1s．
根據(jù)勻變速直線運動中中間時刻的瞬時速度等于該過程中的平均速度，故有：${v}_{D}=\frac{{x}_{CE}}{2T}=\frac{{x}_{3}+{x}_{4}}{2T}$=$\frac{（8.33+8.95）×1{0}^{-2}}{0.2}m/s$=0.864m/s，
${v}_{E}=\frac{{x}_{DF}}{2T}=\frac{{x}_{4}+{x}_{5}}{2T}$=$\frac{（8.95+9.61）×1{0}^{-2}}{0.2}$m/s=0.928m/s．
（4）運用描點法得速度隨時間變化如圖：

根據(jù)速度-時間圖象解出斜率即為物體的加速度：a=$\frac{△v}{△t}=\frac{1.00-0.68}{0.50}=0.640m/{s}^{2}$
故答案為：（1）AE    把A中的“直流電源”改為“交流電源”把E中的“放開小車，接通電源”改為“接通電源，放開小車”．
（2）AB 
（3）0.864，0.928 
（4）圖象如圖，0.640．

點評 本題考查了打點計時器的應(yīng)用，根據(jù)打點計時器的工作原理及應(yīng)用可以判斷各物理量是否能正確得出．
要提高應(yīng)用勻變速直線的規(guī)律以及推論解答實驗問題的能力，在平時練習(xí)中要加強基礎(chǔ)知識的理解與應(yīng)用，掌握運用v-t圖象求解加速度的方法．