Question

20．甲乙兩同學做“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”實驗，甲同學寫下如下實驗步驟：
A．在桌面上放好長木板，在無滑輪的一端固定電磁打點計時器，將紙帶固定在小車上，并使紙帶穿過電磁打點計時器的限位孔．
B．用細線的一端拴住小車，細線的另一端跨過木板上的定滑輪掛上鉤碼，將小車放在靠近電磁打點計時器一端的木板上．
C．用導線將電磁打點計時器接在6V直流電源上．
D．放開小車，讓小車運動后再合上電鍵，使電磁打點計時器打點．
E．打開電鍵，取下紙帶，測量和分析紙帶．
（1）乙同學檢查了甲同學擬定的實驗步驟，發(fā)現(xiàn)有兩處錯誤．請你代乙同學找出并糾正甲同學的錯誤：
錯誤1：電磁打點計時器不能接直流電源而應(yīng)接6V交流電源；
錯誤2：應(yīng)先合上電鍵再放開小車而不是先放開小車再合上電鍵．
（2）糾正錯誤后，兩同學順利得到了正確的紙帶，如圖所示，紙帶上AA、B、C、D、E、F、G是7個計數(shù)點，每相鄰2個計數(shù)點間還有4個點未畫出．已知電磁打點計時器使用的電源頻率為50Hz，用毫米刻度尺測量的數(shù)據(jù)已標記在圖上，則小車運動的加速度為0.81m/s²；打點D時刻小車的速度為0.56m/s；（以上兩空均保留兩位有效數(shù)字）

Answer 1

分析 明確實驗原理，知道打點計時器的使用方法；
根據(jù)勻變速直線運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點時小車的瞬時速度大小，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�。�

解答 解：（1）電磁打點計時器是根據(jù)交變電流的電流方向隨時間迅速改變而工作的，故應(yīng)該接交變電流；
為增加打點個數(shù)，應(yīng)該先接通電源后釋放小車；
（2）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：x₄-x₁=3a₁T²
x₅-x₂=3a₂T²
x₆-x₃=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）
代入數(shù)據(jù)解得a=0.81m/s²．
根據(jù)勻變速直線運動中中間時刻的速度等于該過程中的平均速度，所以：
vD=$\frac{CE}{2T}$=$\frac{（5.20+5.99）×1{0}^{-2}}{0.1×2}$=0.56m/s；
故答案為：（1）電磁打點計時器不能接直流電源，而應(yīng)該接6V交流電源，應(yīng)先合上電鍵再放開小車，而不是先放開小車再合上電源，
（2）0.81；0.56；

點評 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；并明確如何可以減小實驗誤差，同時在計算中要注意單位的換算．