Question

5．小明同學(xué)利用圖（a）所示的實驗裝置探究“物塊速度隨時間變化的關(guān)系”．物塊放在木板上，細(xì)繩的一端與物塊相連，另一端跨過滑輪掛上鉤碼．打點(diǎn)計時器固定在木板右端，所用電源頻率為50Hz．紙帶穿過打點(diǎn)計時器連接在物塊上．實驗中，物塊在鉤碼的作用下拖著紙帶運(yùn)動．打點(diǎn)計時器打出的紙帶如圖（b）所示．

（1）在本實驗中，下列操作正確的是BC
A．電磁打點(diǎn)計時器使用的是低壓直流電源
B．打點(diǎn)前，物塊應(yīng)靠近打點(diǎn)計時器，要先接通電源，再釋放物塊
C．打出的紙帶，要舍去紙帶上密集的點(diǎn)，然后再選取計數(shù)點(diǎn)
D．鉤碼的總質(zhì)量要遠(yuǎn)小于物塊的質(zhì)量
（2）圖（b）為小明同學(xué)在實驗中打出的一條紙帶，由圖中的數(shù)據(jù)可求得（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）
①打紙帶上計數(shù)點(diǎn)C時該物塊的速度為1.1m/s；
②該物塊的加速度為4.0m/s²；
③打紙帶上計數(shù)點(diǎn)E時該物塊的速度為1.9m/s．

Answer 1

分析 了解打點(diǎn)計時器的工作原理，電源頻率是50Hz，相鄰計時點(diǎn)的時間間隔為0.02s．能夠熟練使用打點(diǎn)計時器便能正確解答該題；
根據(jù)勻變速直線運(yùn)動中中間時刻的速度等于該過程中的平均速度，可以求出打紙帶上A點(diǎn)時小車的瞬時速度大小，根據(jù)勻變速直線運(yùn)動的推論公式△x=aT²可以求出加速度的大�。�

解答 解：（1）A、電磁打點(diǎn)計時器使用的是6V以下的交流電源，故A錯誤；
B、為了提高紙帶的利用率，在釋放小車前，小車要靠近打點(diǎn)計時器，這樣可以盡量在紙帶上多打點(diǎn)，為了提高紙帶的利用率，同時為了使打點(diǎn)更穩(wěn)定，減小誤差，要先接通電源，待計時器開始打點(diǎn)再釋放小車，故B正確；
C、紙帶上密集點(diǎn)測量時誤差較大，故要舍去，故C正確；
D、探究“物塊速度隨時間變化的關(guān)系”，因此鉤碼的總質(zhì)量與物塊的質(zhì)量沒有要求，故D錯誤；
（2）根據(jù)勻變速直線運(yùn)動中中間時刻的速度等于該過程中的平均速度，所以：v_C=$\frac{{x}_{AE}}{4T}$=$\frac{0.44}{0.4}$=1.1m/s；
根據(jù)勻變速直線運(yùn)動的推論公式△x=aT²可以求出加速度的大小，
得：a=$\frac{{x}_{CE}-{x}_{AC}}{4{T}^{2}}$
代入數(shù)據(jù)解得a=$\frac{0.44-0.14-0.14}{4×0．{1}^{2}}$=4.0m/s²．
根據(jù)勻變速直線運(yùn)動中中間時刻的速度等于該過程中的平均速度，所以：v_D=$\frac{{x}_{CE}}{2T}$=$\frac{0.44-0.14}{2×0.1}$m/s=1.5m/s；
v_G=v_D+a×T=1.5+4.0×0.1=1.9m/s；
故答案為：（1）BC；（2）1.1，4.0，1.9．

點(diǎn)評 對于基本實驗儀器不光要了解其工作原理，還要從實踐上去了解它，自己動手去實際操作，達(dá)到熟練使用的程度；
本題關(guān)鍵明確實驗操作的步驟，知道用紙帶求解速度和加速度的方法，基礎(chǔ)題．