Question

6．在做“研究物體做勻變速直線運動規(guī)律”的實驗中，
（1）電磁打點計時器接低壓交流電源（填“低壓直流”、“低壓交流”或“220V交流”）．
（2）實驗室提供了以下器材：電磁打點計時器、一端附有滑輪的長木板、小車、紙帶、細繩、鉤碼、刻度尺、導線、學生電源、彈簧測力計．其中在本實驗中不需要的器材是：彈簧測力計
（3）如圖所示，某同學由打點計時器得到的一條紙帶，從O點后開始每5個計時點取一個記數(shù)點，依照打點的先后順序依次編號為0、1、2、3、4、5、6，測得S₁=5.10cm，S₂=4.32cm，S₃=3.54cm，S₄=2.76cm，S₅=1.98cm，S₆=1.20cm．（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）

（1）物體的加速度大小a=0.80m/s²；
（2）打點計時器打記數(shù)點3時，物體的速度大小為v₃=0.32m/s．

Answer 1

分析 （1）正確解答本題需要掌握：了解打點計時器的構(gòu)造、工作原理、工作特點等，比如工作電壓、打點周期等，掌握基本儀器的使用，能夠正確的使用打點計時器；
（2）根據(jù)實驗目的明確實驗步驟和所要測量的物理量，即可知道實驗所需要的實驗器材；
（3）根據(jù)勻變速直線運動的推論公式△x=aT²可以求出加速度的大小，根據(jù)勻變速直線運動中時間中點的速度等于該過程中的平均速度，可以求出打紙帶上3點時小車的瞬時速度大�。�

解答 解：（1）電磁打點計時器使用的是6V以下交流電電源，如果交流電源的頻率是50Hz，它每隔0.02S打一個點；
（2）在本實驗中不需要測量力的大小，因此不需要彈簧測力計．
（3）由于從O點后開始每5個計時點取一個記數(shù)點，所以計數(shù)點間的時間間隔為T=0.1s，
根據(jù)勻變速直線運動的推論公式△x=aT²可以求出加速度的大小，
得：s₄-s₁=3a₁T² 
s₅-s₂=3a₂T² 
 s₆-s₃=3a₃T² 
為了更加準確的求解加速度，我們對三個加速度取平均值
得：a=$\frac{1}{3}$（a₁+a₂+a₃）
代入題目告訴的已知條件，即小車運動的加速度計算表達式為：a=$\frac{{s}_{4}+{s}_{5}+{s}_{6}-{s}_{1}-{s}_{2}-{s}_{3}}{9{T}^{2}}$；
a=$\frac{（1.20+2.00+2.78）-（3.60+4.40+5.18）}{9×0．{1}^{2}}$×10^-2 m/s²=-0.80m/s²
因此物體的加速度大小為0.80m/s²；
（2）根據(jù)勻變速直線運動中時間中點的速度等于該過程中的平均速度，可以求出打紙帶上3點時小車的瞬時速度大小．
v₃=$\frac{{s}_{4}+{s}_{3}}{2T}$=$\frac{3.54+2.76}{0.2}×1{0}^{-2}$=0.32m/s
故答案為：（1）低壓交流；（2）彈簧測力計；（3）0.80；0.32．

點評 本題考查了有關(guān)紙帶處理的基本知識，平時要加強基礎(chǔ)實驗的實際操作，提高操作技能和數(shù)據(jù)處理能力；要提高應用勻變速直線的規(guī)律以及推論解答實驗問題的能力，在平時練習中要加強基礎(chǔ)知識的理解與應用，同時注意電火花計時器和電磁打點計時器在電壓上的不同．