Question

2．某同學(xué)利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)量小車做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的加速度．實(shí)驗(yàn)器材有：電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，一端附有滑輪的長木板，小車、紙帶、細(xì)線、鉤碼、刻度尺、導(dǎo)線、交流電源、復(fù)寫紙片等．
（1）該同學(xué)在實(shí)驗(yàn)桌上安裝好所需的器材后（如圖1所示）準(zhǔn)備進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，下面操作必須要的是B
A．把附有滑輪的長木板固定打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的那端適當(dāng)墊高，以平衡小車運(yùn)動(dòng)過程中所受的摩擦力
B．調(diào)節(jié)拉小車的細(xì)線試使細(xì)線與長木板板面平行
C．拉小車運(yùn)動(dòng)的鉤碼的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量
D．實(shí)驗(yàn)時(shí)，先釋放小車，再接通電源
（2）該同學(xué)在得到的紙帶上選取七個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)（相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有四個(gè)點(diǎn)未畫出），如圖2所示，圖中s₁=4.81cm，s₂=5.29cm，s₃=5.76cm，s₄=6.25cm，s₅=6.71cm，s₆=7.21cm．已知電源頻率為50Hz，則加速度的大小為0.48m/s²（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）

Answer 1

分析 （1）解決實(shí)驗(yàn)問題首先要掌握該實(shí)驗(yàn)原理，了解實(shí)驗(yàn)的操作步驟和數(shù)據(jù)處理以及注意事項(xiàng)；
（2）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的大小，注意有效數(shù)字的標(biāo)量．

解答 解：（1）A、該實(shí)驗(yàn)不需要調(diào)節(jié)木板的傾斜度以平衡摩擦力，因研究測(cè)量小車做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的加速度，只要小車受到作用力恒定即可，故A錯(cuò)誤；
B、調(diào)節(jié)滑輪的高度，使?fàn)恳�木塊的細(xì)繩與長木板保持平行，保證小車運(yùn)動(dòng)過程中受到的合力不變，故B正確；
C、該實(shí)驗(yàn)不需要知道小車的合力，即不需要應(yīng)使鉤碼質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量，故C錯(cuò)誤；
D、實(shí)驗(yàn)時(shí)，不能先放開小車，再接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源，由于小車運(yùn)動(dòng)較快，可能會(huì)使打出來的點(diǎn)很少，不利于數(shù)據(jù)的采集和處理，故D錯(cuò)誤；
故選：B．
（2）s₁=4.81cm=0.0481m，s₂=5.29cm=0.0529m，s₃=5.76cm=0.0576m，
s₄=6.25cm=0.0625m，s₅=6.71cm=0.0671m，s₆=7.21cm=0.0721m．
根據(jù)a₁=$\frac{{s}_{4}-{s}_{1}}{3{T}^{2}}$，a₂=$\frac{{s}_{5}-{s}_{2}}{3{T}^{2}}$，a₃=$\frac{{s}_{6}-{s}_{3}}{3{T}^{2}}$
得加速度大小為：
a=$\frac{{a}_{1}+{a}_{2}+{a}_{3}}{3}$=$\frac{{s}_{4}+{s}_{5}+{s}_{6}-{s}_{1}-{s}_{2}-{s}_{3}}{9{T}^{2}}$
=$\frac{0.0625+0.0671+0.0721-0.0481-0.0529-0.0576}{9×0．{1}^{2}}$ m/s²
=0.48 m/s²．
故答案為：（1）B；（2）0.48．

點(diǎn)評(píng) 解決本題的關(guān)鍵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，關(guān)鍵是勻變速直線運(yùn)動(dòng)推論的運(yùn)用，在平時(shí)練習(xí)中要加強(qiáng)基礎(chǔ)知識(shí)的理解與應(yīng)用．