Question

20．（1）使用打點計時器來研究物體運動情況的實驗中，有以下基本步驟：
A．松開紙帶讓物體帶著紙帶運動
B．穿好紙帶
C．把打點計時器固定好
D．接通電源，進(jìn)行打點
以上步驟中正確的順序是CBDA．
（2）在“研究勻變速直線運動”的實驗中，下列方法能減少實驗誤差的是ACD
A．選取計數(shù)點，把每打5個點的時間間隔作為一個時間單位
B．使小車運動的加速度盡量小些
C．舍去紙帶上開始時密集的點，只利用點跡清晰、點間隔適當(dāng)?shù)哪且徊糠诌M(jìn)行測量、計算
D．適當(dāng)增加掛在細(xì)繩下鉤碼的個數(shù)
（3）如圖為物體運動時打點計時器打出的一條紙帶，圖中相鄰的兩個計數(shù)點間還有四個點沒畫出來，已知打點計時器接交流50Hz的電源，則紙帶上打下D點對應(yīng)的瞬時速度為1.22 m/s．紙帶在運動過程中的加速度大小為2.06 m/s²．（小數(shù)點后保留兩位有效數(shù)字）

Answer 1

分析 （1）熟練打點計時器的應(yīng)用步驟即可正確解答；
（2）實驗中應(yīng)區(qū)別計時器打出的軌跡點與人為選取的計數(shù)點，通常每隔4個軌跡點選1個計數(shù)點，這樣計數(shù)點間的距離大些，測量時相對誤差較��；小車的加速度應(yīng)適當(dāng)大一些，在紙帶上計數(shù)點間的距離大，測量的相對誤差較��；
（3）根據(jù)勻變速直線運動中時間中點的速度等于該過程中的平均速度，可以求出打紙帶上D點時小車的瞬時速度大�。�根據(jù)勻變速直線運動的推論公式△x=aT²可以求出加速度的大小．

解答 解：（1）實驗步驟要遵循先安裝器材后進(jìn)行實驗的原則進(jìn)行，注意實驗中為了使打點穩(wěn)定后再進(jìn)行實驗，同時為了提高紙帶的利用率，盡量將紙帶上打滿點，要先接通電源后釋放紙帶．正確的順序是：CBDA．
（2）A、實驗中應(yīng)區(qū)別計時器打出的軌跡點與人為選取的計數(shù)點，通常每隔4個軌跡點選1個計數(shù)點，這樣計數(shù)點間的距離大些，測量時相對誤差較��；故A正確．
B、小車的加速度應(yīng)適當(dāng)大一些，在紙帶上計數(shù)點間的距離大，測量的相對誤差較小，故B錯誤．
C、舍去紙帶上密集的點，只利用點跡清晰，點間隔適當(dāng)?shù)哪且徊糠诌M(jìn)行測量，這樣測量的相對誤差減小，故C正確．
D、適當(dāng)增加掛在細(xì)繩下鉤碼的個數(shù)，既可以打出足夠多點，又可以讓位移盡量大，利于減小誤差．故D正確；
（3）由于每相鄰兩個計數(shù)點間還有4個點沒有畫出，所以相鄰的計數(shù)點間的時間間隔T=0.1s，
根據(jù)勻變速直線運動中時間中點的速度等于該過程中的平均速度，可以求出打紙帶上4點時小車的瞬時速度大�。�
v_D=$\frac{{s}_{CD}+{s}_{DE}}{2T}$=$\frac{0.1118+0.1326}{2×0.1}$=1.22m/s
設(shè)0到1之間的距離為x₁，以后各段分別為x₂、x₃、x₄、x₅、x₆，
根據(jù)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(zhǔn)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）
即小車運動的加速度計算表達(dá)式為：
a=$\frac{{x}_{CF}-{x}_{OC}}{9{T}^{2}}$=$\frac{0.1531+0.1326+0.1118-0.05-0.0708-0.0912}{9×0．{1}^{2}}$m/s²=2.06m/s²
故答案為：（1）CBDA；
（2）ACD；（3）1.22，2.06．

點評 （1）對于基本儀器的使用，我們不僅從理論上學(xué)習(xí)它，還要從實踐上去了解它，自己動手去操作，深刻了解具體操作細(xì)節(jié)的含義；
（2）正確解答實驗問題的前提是明確實驗原理，從實驗原理出發(fā)進(jìn)行分析所需實驗器材、實驗步驟、所測數(shù)據(jù)等，會起到事半功倍的效果；
（3）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．