Question

8．某同學(xué)做“探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)裝置如圖1所示，一小車放在水平長(zhǎng)木板上，左側(cè)拴有一細(xì)軟線，跨過(guò)固定在木板邊緣的滑輪與鉤碼相連，小車右側(cè)與穿過(guò)電火花計(jì)時(shí)器的紙帶相連，在鉤碼牽引下，小車在木板上向左運(yùn)動(dòng)．下圖給出了電火花計(jì)時(shí)器在紙帶上打出的一些計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰的兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn)沒(méi)畫(huà)出，電火花計(jì)時(shí)器所用的交流電頻率為50Hz．
（1）實(shí)驗(yàn)中，除電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器（含紙帶、墨粉紙）、小車、長(zhǎng)木板、導(dǎo)線、細(xì)線及開(kāi)關(guān)外，在下面的儀器和器材中，必須使用的有BCF．（填選項(xiàng)代號(hào)）
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
F．鉤碼
（2）該同學(xué)進(jìn)行了以下實(shí)驗(yàn)操作步驟，其中錯(cuò)誤的步驟是D
A．將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在長(zhǎng)木板沒(méi)有滑輪一端，并接好電路
B．將紙帶固定在小車尾部，并穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的限位孔
C．把一條細(xì)繩拴在小車上，細(xì)繩跨過(guò)定滑輪，下面吊著適當(dāng)重的鉤碼
D．拉住紙帶，將小車移到靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的一端后，放開(kāi)紙帶，再接通電源
（3）根據(jù)紙帶可以計(jì)算各點(diǎn)的瞬時(shí)速度及小車加速度，現(xiàn)計(jì)算A點(diǎn)的瞬時(shí)速度：v_A=0.34m/s，C點(diǎn)的瞬時(shí)速度v_C=0.42m/s，小車的加速度為a=0.39m/s²．（結(jié)果取兩位有效數(shù)字）

Answer 1

分析 （1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)的原理確定需要測(cè)量的物理量，從而確定所需的器材．
（2）在操作過(guò)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)某段時(shí)間內(nèi)的平均速度等于中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度求出C點(diǎn)的瞬時(shí)速度，根據(jù)連續(xù)相等時(shí)間內(nèi)的位移之差是一恒量求出小車運(yùn)動(dòng)的加速度．

解答 解：（1）使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是需要用電壓合適的交流電源；處理紙帶時(shí)需要用刻度尺，同時(shí)還需要鉤碼．
故選：BCF．
（2）A、將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在長(zhǎng)木板沒(méi)有滑輪一端，并接好電路，故A正確；
B、將紙帶固定在小車尾部，并穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的限位孔，故B正確；
C、把一條細(xì)繩拴在小車上，細(xì)繩跨過(guò)定滑輪，下面吊著適當(dāng)重的鉤碼，故C正確；
D、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D錯(cuò)誤，
故選：D；
（3）相鄰計(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(guò)程中的平均速度，可以求出打紙帶上A點(diǎn)時(shí)小車的瞬時(shí)速度大�。�
v_A=$\frac{{x}_{OB}}{2T}$=$\frac{6.74×1{0}^{-2}}{0.2}$ m/s=0.34 m/s
 同理，v_C=$\frac{{x}_{BD}}{2T}$=$\frac{15.05-6.74}{0.2}×1{0}^{-2}$ m/s=0.42 m/s
根據(jù)△x=aT²得，
a=$\frac{△x}{{T}^{2}}$=$\frac{{x}_{BD}-{x}_{OB}}{4{T}^{2}}$=$\frac{15.05-6.74-6.74}{4×0．{1}^{2}}×1{0}^{-2}$ m/s²=0.39m/s²．
故答案為：（1）BCF；（2）D；（3）0.34；0.42；0.39．

點(diǎn)評(píng) 考查實(shí)驗(yàn)原理，掌握實(shí)驗(yàn)操作步驟，解決本題的關(guān)鍵掌握紙帶的處理方法，會(huì)通過(guò)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．