10.某同學做“測勻變速直線運動的加速度”的實驗裝置如圖1所示.一小車放在水平長木板上,左側(cè)拴有一細軟線,跨過固定在木板邊緣的滑輪與一重物相連,小車右側(cè)與穿過電火花計時器的紙帶相連,在重物牽引下,小車在木板上向左運動.
圖1給出了電火花計時器在紙帶上打出的一些計數(shù)點,相鄰的兩個計數(shù)點間還有4個點沒畫出,電火花計時器所用的交流電頻率為50Hz.

(1)實驗中,除電火花打點計時器(含紙帶、墨粉紙)、重錘、小車、平板、導線、細線及開關(guān)外,在下面的儀器和器材中,必須使用的有BC.(填選項代號)
A.電壓為4~6V的50Hz交流電源     B.電壓為220V的50Hz交流電源
C.刻度尺       D.停表      E.天平
(2)該同學進行了以下實驗操作步驟,其中錯誤的步驟是AD
A.將打點計時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,并穿過打點計時器的限位孔
C.把一條細繩拴在小車上,細繩跨過定滑輪,下面吊著適當重的鉤碼
D.拉住紙帶,將小車移到靠近打點計時器的一端后,放開紙帶,再接通電源
(3)根據(jù)圖2紙帶可以計算各點的瞬時速度及小車加速度,現(xiàn)計算第2點的瞬時速度:v2=0.396m/s,小車的加速度為a=0.380m/s2.(結(jié)果取三位有效數(shù)字)

分析 (1)明確實驗原理,從而確定應(yīng)選用的儀表;
(2)根據(jù)實驗的原理和實驗中的注意事項確定操作中的錯誤步驟.
(3)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點2的瞬時速度,根據(jù)連續(xù)相等時間內(nèi)的位移之差是一恒量求出加速度.

解答 解:(1)打點計時器使用交流電源,該實驗中使用的電火花計時器工作電壓為220V.實驗中,除帶滑輪的長木板、小車、細線、鉤碼、紙帶外,還需選用的儀器為220V電流電源和刻度尺;故選BC;
(2)A、將打點計時器固定在長木板不帶滑輪的一端,并接好電路,故A錯誤.
B、將紙帶固定在小車尾部,并穿過打點計時器的限位孔,故B正確.
C、把一條細繩拴在小車上,細繩跨過定滑輪,下面吊著適當重的鉤碼,故C正確.
D、實驗時應(yīng)先接通電源,再釋放紙帶,故D錯誤.
本題選錯誤的,故選:AD.
(4)x12=3.77cm=0.0377m;x23=4.15cm=0.0415m;
計數(shù)點2的瞬時速度v2=$\frac{{x}_{13}}{2T}$=$\frac{0.0377+0.0415}{0.2}$m/s=0.396m/s.
(5)根據(jù)△x=aT2,運用逐差法得,a=$\frac{{x}_{36}-{x}_{03}}{9{T}^{2}}$=$\frac{0.0453+0.0491+0.0529-0.0339-0.0377-0.0415}{9×0.{1}^{2}}$=0.380m/s2
故答案為:(1)BC;(2)AD;(3)0.396,0.380.

點評 解決本題的關(guān)鍵掌握紙帶的處理方法,會通過紙帶求解瞬時速度和加速度,關(guān)鍵是勻變速直線運動推論的運用.同時能明確實驗中的操作步驟和方法.

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