Question

某同學(xué)在“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”的實驗中，用打點計時器記錄了被小車拖動的紙帶的運動情況，在紙帶上確定的A、B、C、D、E、F、G共7個計數(shù)點，其相鄰點間的距離如圖所示，每兩個相鄰計數(shù)點之間還有四個點未畫出．試根據(jù)紙帶上各個計數(shù)點間的距離．

（1）在做用打點計時器測速度的實驗時，要用到打點計時器，打點計時器是一種

計時

儀器，其電源頻率為

50

Hz，常用的電磁打點計時器和電火花計時器使用的電源是

交流電

（選擇直流電或交流電），它們是每隔

0.02

s打一個點．
（2）接通打點計時器電源和讓紙帶開始運動，這兩個操作之間的時間順序關(guān)系是

A

A．先接通電源，后讓紙帶運動   B．先讓紙帶運動，再接通電源
C．讓紙帶運動的同時接通電源   D．先讓紙帶運動或先接通電源都可以
（3）分別計算出打下D點時小車的瞬時速度為v_D=

0.560

m/s及小車運動的加速度a=

0.801

m/s²
（4）試判斷小車的運動情況，說明理由？

運動規(guī)律：在誤差允許的范圍內(nèi)，小車做勻加速直線運動；理由：通過計算可知BC．CD．DE，EF的加速度分別是0.79，0.81，0.80，0.81，可見加速度大小近似相等，故在誤差允許的范圍內(nèi)，小車做勻加速直線運動．

．

Answer 1

分析：（1）該問比較簡單，根據(jù)打點計時器的構(gòu)造和特點即可正確回答．
（2）理解實驗過程應(yīng)當(dāng)先接通電源，在釋放紙帶．如果先釋放紙帶后接通電源，有可能會出現(xiàn)小車已經(jīng)拖動紙帶運動一段距離，電源才被接通，那么紙帶上只有很小的一段能打上點，大部分紙帶沒有打上點，紙帶的利用率太低．
（3）根據(jù)勻變速直線運動中中間時刻的瞬時速度等于該過程中的平均速度，可以求出打下D點時小車的瞬時速度，根據(jù)逐差法可以算出小車的加速度．
（4）根據(jù)勻變速直線運動規(guī)律特點△x=aT²可以判斷小車的運動情況．

解答：解：（1）打點計時器是一種計時儀器，他使用的是交流電源，電源的頻率為50Hz，它們的打點周期和所使用電源周期相同為0.02s．
（2）如果先釋放紙帶后接通電源，有可能會出現(xiàn)小車已經(jīng)拖動紙帶運動一段距離，電源才被接通，那么紙帶上只有很小的一段能打上點，大部分紙帶沒有打上點，紙帶的利用率太低；所以應(yīng)當(dāng)先接通電源，后讓紙帶運動，故A正確．
（3）計數(shù)點之間的時間間隔為T=0.1s；
根據(jù)勻變速直線運動中中間時刻的瞬時速度等于該過程中的平均速度得：
vD=

xCE

2T

=

(5.20+5.99)cm

2×0.1s

=0.560m/s
根據(jù)勻變速運動規(guī)律△x=aT²可得：
s₆-s₃=3a₁T²
s₅-s₂=3a₂T²
s₄-s₁=3a₃T²
a=

a1+a2+a3

3

=

(s4+s5+s6)-(s1+s2+s3)

9T2

=

(5.99+6.80+7.62)cm-(3.62+4.38+5.20)cm

9×(0.1s)2

=0.801m/s²．
（4）BC．CD．DE，EF的加速度分別是0.79，0.81，0.80，0.81，可見加速度大小近似相等，故在誤差允許的范圍內(nèi)，小車做勻加速直線運動．
故答案為：（1）計時，50，交流電，0.02；（2）A；（3）v_D=0.560_m/s，a=0.801_m/s²；（4）運動規(guī)律：在誤差允許的范圍內(nèi)，小車做勻加速直線運動；理由：通過計算可知BC．CD．DE，EF的加速度分別是0.79，0.81，0.80，0.81，可見加速度大小近似相等，故在誤差允許的范圍內(nèi)，小車做勻加速直線運動．

點評：本題主要考查了打點計時器的應(yīng)用以及根據(jù)紙帶求物體運動的速度、加速度等問題，要熟練掌握從紙帶上獲取小車速度、加速度的方法．