Question

4．在研究物理小車做勻變速直線運動的實驗中，

（1）下列關(guān)于打點計時器的使用，其中操作錯誤的是A
A．打點時應(yīng)先釋放紙帶，然后立刻通電
B．每打完一條紙帶，要將復(fù)寫紙調(diào)整一下，確保下一次打點清晰
C．每次打點完畢，應(yīng)及時切斷電源，切忌長時間通電使用
D．若打出的點帶尾巴或雙點，則是由于打點針太長所造成的，應(yīng)適當調(diào)節(jié)打點針的長度
以下（2）（3）兩小題答案均要求保留三位有效數(shù)字
（2）某同學在做該實驗時，從打下的若干紙帶中選出了如圖所示的一條（每兩點間還有4個點沒有畫出來），圖的數(shù)字為相鄰兩個計數(shù)點間的距離．打點計時器的電源頻率為50Hz．由這些已知數(shù)據(jù)計算，則與紙帶上D點相對應(yīng)的瞬時速度的計算式為V_D=$\frac{{X}_{CE}}{2T}$，結(jié)果D點的瞬時速度V_D=1.22m/s．
（3）上題實驗中，用逐差法求加速度的計算公式為a₁=2.06，a₂=2.08，a₃=2.08，該小車加速度的平均值a為2.07m/s²．

Answer 1

分析 正確解答本題需要掌握：理解該實驗的實驗原理，需要測量的數(shù)據(jù)等；明確打點計時器的使用；理解實驗中的注意事項以及如何進行數(shù)據(jù)處理；對于任何實驗注意從實驗原理、實驗儀器、實驗步驟、實驗數(shù)據(jù)處理、實驗注意事項這幾點去搞清楚．
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D點時小車的瞬時速度大�。�

解答 解：（1）A、開始記錄時，應(yīng)先給打點計時器通電打點，然后再釋放重錘，讓它帶著紙帶一同落下，如果先放開紙帶讓重物下落，再接通打點計時時器的電源，由于重物運動較快，不利于數(shù)據(jù)的采集和處理，會對實驗產(chǎn)生較大的誤差，故A錯誤；
B、如果光在一個位置使用復(fù)寫紙，會導致所打點跡不清楚，因此要經(jīng)常復(fù)寫紙調(diào)整一下，確保下一次打點清晰，故B正確；
C、為了防止打點計時器通電時間過長發(fā)熱，應(yīng)先接通電源每次打點完畢，應(yīng)及時切斷電源，切忌長時間通電使用，故C正確；
D、若打點針太長會導致打出的點帶尾巴或雙點，此時應(yīng)適當調(diào)節(jié)打點針的長度，故D正確．
本題選錯誤的，故選：A．
（2）由于每相鄰兩個計數(shù)點間還有4個點沒有畫出，所以相鄰的計數(shù)點間的時間間隔T=0.1s，
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D點時小車的瞬時速度大�。�
v_D=$\frac{{X}_{CE}}{2T}$=$\frac{0.1118+0.1327}{2×0.1}$=1.22m/s，
（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，
得：a₁=$\frac{0.1118-0.05}{3×0.01}$=2.06m/s²，
a₂=$\frac{0.1327-0.0704}{3×0.01}$=2.08m/s²，
a₃=$\frac{0.1532-0.0909}{3×0.01}$=2.08 m/s²，
該小車加速度的平均值a=$\frac{1}{3}$（2.08+2.08+2.06）=2.07；
故答案為：（1）A
（2）$\frac{{X}_{CE}}{2T}$；1.22
（3）2.06；2.08；2.08；2.07

點評 對于基本實驗儀器，要會正確使用，了解其工作原理，為將來具體實驗打好基礎(chǔ)，對于實驗裝置和工作原理，我們不僅從理論上學習它，還要從實踐上去了解它，自己動手去做做．要提高應(yīng)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(yīng)用．