Question

8．某同學(xué)在做“小車速度隨時(shí)間變化規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)，細(xì)線一端與小車相連，另一端繞過定滑輪懸掛鉤碼，通過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和紙帶記錄了小車的運(yùn)動(dòng)情況．
（1）實(shí)驗(yàn)中除了電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器（含紙帶、復(fù)寫紙）、小車、一端附有滑輪的長直軌道、細(xì)線、鉤碼、導(dǎo)線及開關(guān)外，在下面的器材中，必須使用的有CD（填選項(xiàng)代號(hào)）
A.220V、50Hz 交流電源      B．電壓可調(diào)的直流電源    C.4-6V、50Hz 交流電源
D．刻度尺        E．秒表      F．天平
（2）實(shí)驗(yàn)過程中，下列操作正確的是BD（填選項(xiàng)代號(hào)）
A．將接好紙帶的小車停在靠近滑輪一端
B．將接好紙帶的小車停在靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器一端
C．先釋放小車，再接通電源
D．先接通電源，再釋放小車
（3）如圖給出了從0點(diǎn)為計(jì)時(shí)起點(diǎn)，每5個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)的紙帶，其中0、1、2、3、4、5、6都為計(jì)數(shù)點(diǎn)，測得：x₁=1.40cm，x₂=1.90cm，x₃=2.38cm，x₄=2.88cm，x₅=3.39cm，x₆=3.87cm．（注：以下結(jié)果均保留3位有效數(shù)字）
①計(jì)數(shù)點(diǎn)3處的瞬時(shí)速度大小是0.263m/s．
②小車運(yùn)動(dòng)的加速度大小是0.496m/s²．
③計(jì)數(shù)點(diǎn)0處的瞬時(shí)速度大小是0.115 m/s．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)的原理確定需要測量的物理量，從而確定所需的器材；
（2）在操作過程中，應(yīng)先接通電源，再釋放紙帶，接好紙帶的小車應(yīng)停在靠近滑輪處；
（3）根據(jù)在勻變速直線勻速中時(shí)間中點(diǎn)的瞬時(shí)速度大小等于該過程中的平均速度大小可以求出某點(diǎn)的瞬時(shí)速度大小；利用逐差法可以求出小車的加速度大�。�

解答 解：（1）電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用4-6V、50Hz 交流電源；處理紙帶時(shí)需要用刻度尺，由于打點(diǎn)計(jì)時(shí)器記錄了小車運(yùn)動(dòng)時(shí)間，因此不需要秒表，不需要天平．
故選：CD．
（2）實(shí)驗(yàn)操作時(shí)，用將接好紙帶的小車停在靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器處，先接通電源，再釋放紙帶．故B、D正確．
故選：BD
（3）每5個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，所以相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔T=0.1s；
根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)中時(shí)間中點(diǎn)的速度等于該過程中的平均速度，可以求出打紙帶上3點(diǎn)時(shí)小車的瞬時(shí)速度大�。�
v₃=$\frac{0.0238+0.0288}{0.2}$=0.263m/s
根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論公式△x=aT²可以求出加速度的大小，
得：x₄-x₁=3a₁T²
x₅-x₂=3a₂T²
x₆-x₃=3a₃T²
為了更加準(zhǔn)確的求解加速度，我們對(duì)三個(gè)加速度取平均值
得：a=$\frac{1}{3}$（a₁+a₂+a₃）
帶入數(shù)據(jù)解得a=$\frac{0.0387+0.0339+0.0288-0.0238-0.0190-0.0140}{0.09}$=0.496m/s²
v₀=v₃-3aT=0.263-0.496×0.3=0.115m/s
故答案為：（1）CD；（2）BD；（3）①0.263；②0.496； ③0.115

點(diǎn)評(píng) 解決本題的關(guān)鍵掌握紙帶的處理，會(huì)通過紙帶求解瞬時(shí)速度和加速度，提高應(yīng)用基本規(guī)律解答實(shí)驗(yàn)問題的能力．