Question

10．（1）研究小車勻速直線運動的實驗裝置如圖（a）所示其中斜面傾角θ可調(diào)，打點計時器的工作頻率為50H_Z，紙帶上計數(shù)點的間距如圖（b）所示，圖中每相鄰兩點之間還有4個記錄點未畫出．

①部分實驗步驟如下：
A．測量完畢，關(guān)閉電源，取出紙帶
B．接通電源，待打點計時器工作穩(wěn)定后放開小車
C．將小車依靠在打點計時器附近，小車尾部與紙帶相連
D．把打點計時器固定在平板上，讓紙穿過限位孔
上述實驗步驟的正確順序是：DCBA（用字母填寫）
②圖（b）中標出的相鄰兩計數(shù)點的時間間隔T=0.1s
③計數(shù)點5對應的瞬時速度大小計算式為V₅=$\frac{{s}_{4}+{s}_{5}}{2T}$．
④為了充分利用記錄數(shù)據(jù)，減小誤差，小車加速度大小的計算式應為a=$\frac{{（S}_{4}+{S}_{5}+{S}_{6}）-（{S}_{1}+{S}_{2}+{S}_{3}）}{9{T}^{2}}$．
（2）圖（c）是某同學在做勻變速直線運動實驗中獲得的一條紙帶．
①若已知電源頻率為50Hz，則打點計時器在紙帶上打相鄰兩點的時間間隔為0.02s．
②A、B、C、D是打點計時器在紙帶上打下的四個點，每兩個相鄰點之間還有四個點沒有畫出．從圖中讀出A、B兩點間距s=0.70cm，C點對應的速度是0.10m/s．紙帶的加速度是0.20m/s²（計算結(jié)果保留二位有效數(shù)字）．

Answer 1

分析 （1）①先連接實驗器材，測量時先接通電源，后釋放紙帶；
②打點計時器的工作頻率為50Hz，每隔0.02s打一次電，每相鄰兩點之間還有4個記錄點未畫出，共5個0.02s；
③勻變速直線運動中，平均速度等于中間時刻的瞬時速度；
④根據(jù)公式△x=aT²列式求解；
（2）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，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C點時小車的瞬時速度大�。�

解答 解：（1）：①先連接實驗器材，后穿紙帶，再連接小車，最后打點并選擇紙帶進行數(shù)據(jù)處理；故為DCBA；
②打點計時器的工作頻率為50Hz，每隔0.02s打一次電，每相鄰兩點之間還有4個記錄點未畫出，共5個0.02s，故T=0.1s；
③勻變速直線運動中，平均速度等于中間時刻的瞬時速度，故v₅=$\frac{{s}_{4}+{s}_{5}}{2T}$；
④根據(jù)公式△x=aT²，有：（S₄+S₅+S₆）-（S₁+S₂+S₃）=9aT²；
解得：a=$\frac{{（S}_{4}+{S}_{5}+{S}_{6}）-（{S}_{1}+{S}_{2}+{S}_{3}）}{9{T}^{2}}$；
（2）①已知打點計時器電源頻率為50Hz，則紙帶上打相鄰兩點的時間間隔為0.02s．
②由圖示刻度尺可知，其分度值為1mm，A、B兩點間的距離s=1.70cm-1.00cm=0.70cm；
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，
由于做勻變速直線運動的物體在某段時間內(nèi)平均速度就等于在該段時間內(nèi)的中間時刻瞬時速度，
故v_C=$\frac{0.0090+0.0110}{2×0.1}$=0.10m/s
根據(jù)△x=aT²可得：
物體的加速度a=$\frac{0.0110-0.0090}{0．{1}^{2}}$=0.20m/s²
故答案為：（1）①DCBA，②0.1，③$\frac{{s}_{4}+{s}_{5}}{2T}$，④$\frac{{（S}_{4}+{S}_{5}+{S}_{6}）-（{S}_{1}+{S}_{2}+{S}_{3}）}{9{T}^{2}}$；
（2）①0.02，②0.70，③0.10，④0.20．

點評 本題關(guān)鍵明確實驗原理、實驗步驟，會計算瞬時速度和加速度，并要提高應用勻變速直線的規(guī)律以及推論解答實驗問題的能力，在平時練習中要加強基礎(chǔ)知識的理解與應用．