Question

1．小明同學做“研究勻變速直線運動”的實驗．

（1）釋放小車時，實驗裝置如圖1所示，指出該裝置或操作中的錯誤：AC
A．電磁打點計時器接在直流電源上了
B．小車質(zhì)量沒有遠大于鉤碼質(zhì)量
C．小車離打點計時器過遠
D．沒有平衡小車的摩擦力
（2）如圖2為改正裝置后打下的一條紙帶的中間部分，A、B、C、D為其中連續(xù)打出的四個點．
由于操作不慎，C點模糊了，小明仍用此紙帶來研究．從圖上可以讀得A點在刻度尺上位置的讀數(shù)為2.95cm，在打下C點時小車的速度為1.40m/s（此空結(jié)果保留三位有效數(shù)字）．
（3）在第（2）問中，設(shè)相鄰計數(shù)點的時間間隔為T，小明設(shè)計了測量小車加速度的幾種方法，你認為可行的是：
A．測量出AB的距離X_AB，利用X_AB=$\frac{1}{2}$aT²求出加速度
B．測出AB的距離X_AB和BD的距離X_BD，算出AB與BD段的平均速度v_AB與V_BD，利用a=$\frac{{v}_{BD}-{v}_{AB}}{T}$求出加速度
C．測出AB的距離X_AB和BD的距離X_BD，利用a=$\frac{{X}_{BD}-2{X}_{AB}}{3{T}^{2}}$ 求出加速度
D．測出AB的距離X_AB和B到C模糊處中點的距離X_BC，利用a=$\frac{{X}_{BC}-{X}_{AB}}{{T}^{2}}$估測小車的加速度．

Answer 1

分析 （1）打點計時器應接交流電源，小車應緊靠打點計時器；
（2）刻度尺的讀數(shù)應讀到最小刻度的下一位；根據(jù)某段時間內(nèi)的平均速度等于中間時刻的瞬時速度求出C點的速度．
（3）根據(jù)勻變速直線運動的公式或推論求解小車的加速度，判斷求解的合理性．

解答 解：（1）A、電磁打點計時器應接在交流電源上，故A錯誤；
BD、此實驗不需平衡摩擦力，也不需小車質(zhì)量遠大于鉤碼質(zhì)量，故BD正確；
C、小車離打點計時器過遠，故C錯誤；
本題選擇錯誤的，故選：AC．
（2）A點在刻度尺上位置的讀數(shù)為 2.95±0.05cm；
在打下C點時小車的速度為${v}_{c}=\frac{0.0955-0.0395}{2×0.02}$=1.40m/s
（3）A、因為A點的速度不一定是零，所以用X_AB=$\frac{1}{2}$aT²求出加速度不正確，選項A 錯誤；
B、AB段的平均速度等于AB中間時刻的瞬時速度，BD段的平均速度等于C點的瞬時速度，此過程的時間應為1.5T，所以利用a=$\frac{{v}_{BD}-{v}_{AB}}{T}$求加速度不正確，選項B錯誤；
C、因為x_BC-x_AB=aT²，即2x_BC-2x_AB=2aT²，又x_CD-x_BC=aT²，兩式相加可得：x_CD+x_BC-2x_AB=3aT²，即a=$\frac{{X}_{BD}-2{X}_{AB}}{3{T}^{2}}$，選項C正確；
D、測出AB的距離X_AB和B到C模糊處中點的距離X_BC，根據(jù)x_BC-x_AB=aT²，利用a=$\frac{{X}_{BC}-{X}_{AB}}{{T}^{2}}$估測小車的加速度，選項D正確．
故CD正確；
故答案為：（1）AC；（2）2.95±0.05；1.40±0.03；（3）CD．

點評 解決本題的關(guān)鍵知道實驗的原理，實驗中的注意事項，掌握紙帶的處理，會通過紙帶求解瞬時速度和加速度．