Question

17．某同學(xué)做“測(cè)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的加速度”的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示．一小車放在水平長木板上，左側(cè)拴有一細(xì)軟線，跨過固定在木板邊緣的滑輪與一重物相連，小車右側(cè)與穿過電火花計(jì)時(shí)器的紙帶相連，在重物牽引下，小車在木板上向左運(yùn)動(dòng)．

如圖給出了電火花計(jì)時(shí)器在紙帶上打出的一些計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰的兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn)沒畫出，電火花計(jì)時(shí)器所用的交流電頻率為50Hz．
（1）電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是一種能夠按照相同的時(shí)間間隔，在紙帶上連續(xù)打點(diǎn)的儀器，它使用交流（填“交流”或“直流”）電源，由學(xué)生電源供電．該實(shí)驗(yàn)中使用的電火花計(jì)時(shí)器工作電壓為220V．
（2）實(shí)驗(yàn)中，除帶滑輪的長木板、小車、細(xì)線、鉤碼、紙帶外，還需選用的儀器是BD
A．停表　　　B．刻度尺      C．速度計(jì)      D．電火花計(jì)時(shí)器
（3）該同學(xué)進(jìn)行了以下實(shí)驗(yàn)操作步驟，其中錯(cuò)誤的步驟是AD
A．將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在長木板有滑輪一端，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．拉住紙帶，將小車移到靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的一端后，放開紙帶，再接通電源
（4）根據(jù)紙帶可以計(jì)算各點(diǎn)的瞬時(shí)速度，現(xiàn)計(jì)算第2點(diǎn)的瞬時(shí)速度：v₂=0.396m/s，（結(jié)果取三位有效數(shù)字）
（5）求出小車的加速度為a=0.380m/s²．（結(jié)果取三位有效數(shù)字）

Answer 1

分析 打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用交流電源，結(jié)合實(shí)驗(yàn)的原理確定所需測(cè)量的物理量，從而確定所需的器材．根據(jù)實(shí)驗(yàn)的操作步驟以及注意事項(xiàng)確定錯(cuò)誤的步驟．
根據(jù)某段時(shí)間內(nèi)的平均速度等于中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度求出計(jì)數(shù)點(diǎn)2的瞬時(shí)速度．
根據(jù)連續(xù)相等時(shí)間內(nèi)的位移之差是一恒量，運(yùn)用逐差法求出加速度．

解答 解：（1）打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用交流電源，電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的工作電壓為220V．
（2）做“測(cè)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的加速度”的實(shí)驗(yàn)，需要打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，處理紙帶時(shí)，需要用刻度尺測(cè)量點(diǎn)跡間的距離，由于打點(diǎn)計(jì)時(shí)器可以記錄時(shí)間，不需要停表，速度可以通過點(diǎn)跡間距離和時(shí)間間隔求出，不需要速度計(jì)，故選：BD．
（3）A、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的固定端與滑輪不再同一端，故A錯(cuò)誤．
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，故B正確．
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，故C正確．
D．拉住紙帶，將小車移到靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的一端后，先接通電源，再放開紙帶，故D錯(cuò)誤．
本題選錯(cuò)誤的，故選：AD．
（4）計(jì)數(shù)點(diǎn)2的瞬時(shí)速度為：${v}_{2}=\frac{{x}_{13}}{2T}=\frac{（3.77+4.15）×1{0}^{-2}}{0.2}$m/s=0.396m/s．
（5）根據(jù)△x=aT²，運(yùn)用逐差法得：a=$\frac{{x}_{36}-{x}_{03}}{9{T}^{2}}$=$\frac{（4.53+4.91+5.29-3.39-3.77-4.15）×1{0}^{-2}}{9×0.01}$=0.380m/s²．
故答案為：（1）交流，220；（2）BD；（3）AD；（4）0.396；（5）0.380．

點(diǎn)評(píng) 解決本題的關(guān)鍵知道實(shí)驗(yàn)的原理，知道電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的區(qū)別．以及掌握紙帶的處理方法，會(huì)通過紙帶求解瞬時(shí)速度和加速度．