Question

13．某同學(xué)選用如圖所示的裝置做“測(cè)定勻變速直線運(yùn)動(dòng)的加速度”的實(shí)驗(yàn)，電源的頻率為50Hz．

（1）他做完實(shí)驗(yàn)后，寫出了如下的操作步驟：
A．把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在長(zhǎng)木板上沒有滑輪的一端，并連接在低壓直流電源上
B．把紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，并把它的一端固定在小車的后面
C．把一條細(xì)繩拴在小車上，細(xì)繩跨過滑輪，下邊掛上合適的鉤碼
D．把附有滑輪的長(zhǎng)木板放在實(shí)驗(yàn)桌上，并使滑輪伸出桌面
E．把小車停在靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器處，放開小車，接通電源，讓小車拖著紙帶運(yùn)動(dòng)，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器就在紙帶上打下一系列的點(diǎn)，換上新紙帶，重復(fù)三次
F．從三角紙帶中選擇一條比較理想的紙帶，舍掉開頭比較密集的點(diǎn)，在后邊便于測(cè)量的地方找一個(gè)開始點(diǎn)，并把每打五個(gè)點(diǎn)的時(shí)間作為時(shí)間單位，在選號(hào)的開始點(diǎn)下面記作0，往后第六個(gè)點(diǎn)作為計(jì)數(shù)點(diǎn)1，依次標(biāo)出計(jì)數(shù)點(diǎn)2、3、4、5、6，并測(cè)算出相鄰兩點(diǎn)間的距離
G．根據(jù)公式a₁=$\frac{（{x}_{4}-{x}_{1}）}{（3{T}^{2}）}$，a₂=$\frac{（{x}_{5}-{x}_{2}）}{（3{T}^{2}）}$，a₃=$\frac{（{x}_{6}-{x}_{3}）}{（3{T}^{2}）}$及$\overline{a}$=$\frac{（{a}_{1}+{a}_{2}+{a}_{3}）}{3}$求出$\overline{a}$
其中，把你認(rèn)為有錯(cuò)的步驟序號(hào)選出AE，可改正為把A中的“直流電源”改為“交流電源”，把E中的“放開小車，接通電源”改為“接通電源，放開小車”．
（2）該同學(xué)根據(jù)打出的紙條認(rèn)為不用計(jì)算就能直接得到的物理量有兩個(gè)，請(qǐng)你幫他選出AB
A．時(shí)間間隔 B．位移 C．加速度 D．平均速度
（3）該同學(xué)選出了一條的清晰紙袋，并根據(jù)紙帶上的點(diǎn)，標(biāo)出了如圖所示的計(jì)數(shù)點(diǎn)，其中兩相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn)未畫出，x₁=7.05cm，x₂=7.68cm，x₃=8.33cm，x₄=8.95cm，x₅=9.61cm，x₆=10.26cm，上表列出了打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下B、C、F時(shí)小車的瞬時(shí)速度，請(qǐng)?jiān)诒碇刑钊氪螯c(diǎn)計(jì)時(shí)器打下D、E兩點(diǎn)時(shí)小車的瞬時(shí)速度．
（4）根據(jù)（3）問的數(shù)據(jù)，以A點(diǎn)為計(jì)時(shí)起點(diǎn)，在右圖中畫出小車的速度-時(shí)間關(guān)系圖線，并利用圖象求出小車的加速度大小為0.640m/s²．

位置	B	C	D	E	F
速度（m/s）	0.737	0.801			0.994

Answer 1

分析 根據(jù)實(shí)驗(yàn)操作中的注意事項(xiàng)確定不正確的步驟．
打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用交流電頻率為50Hz時(shí)，每隔0.02s打一個(gè)點(diǎn)，所以時(shí)間間隔已知，紙帶上打出的點(diǎn)之間的距離可以用刻度尺直接量出．
根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)中中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度等于該過程中的平均速度可以求出D、E點(diǎn)速度的大��；根據(jù)速度-時(shí)間圖象解出斜率即為物體的加速度．

解答 解：（1）A選項(xiàng)錯(cuò)誤，因?yàn)榇螯c(diǎn)計(jì)時(shí)器使用交流電源，把A中的“直流電源”改為“交流電源”．E選項(xiàng)錯(cuò)誤，應(yīng)先接通電源，再放開小車，把“放開小車，接通電源”改為“接通電源，放開小車”．
（2）根據(jù)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶，可以從紙帶上直接用刻度尺測(cè)量得到的物理量是位移，紙帶上的點(diǎn)與點(diǎn)的時(shí)間根據(jù)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的打點(diǎn)周期可求出，而加速度、平均速度都需要用公式計(jì)算，故AB正確．
（3）因?yàn)槊肯噜弮捎?jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)打點(diǎn)，所以相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的時(shí)間間隔為0.1s．
根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)中中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度等于該過程中的平均速度，故有：${v}_{D}=\frac{{x}_{CE}}{2T}=\frac{{x}_{3}+{x}_{4}}{2T}$=$\frac{（8.33+8.95）×1{0}^{-2}}{0.2}m/s$=0.864m/s，
${v}_{E}=\frac{{x}_{DF}}{2T}=\frac{{x}_{4}+{x}_{5}}{2T}$=$\frac{（8.95+9.61）×1{0}^{-2}}{0.2}$m/s=0.928m/s．
（4）運(yùn)用描點(diǎn)法得速度隨時(shí)間變化如圖：

根據(jù)速度-時(shí)間圖象解出斜率即為物體的加速度：a=$\frac{△v}{△t}=\frac{1.00-0.68}{0.50}=0.640m/{s}^{2}$
故答案為：（1）AE    把A中的“直流電源”改為“交流電源”把E中的“放開小車，接通電源”改為“接通電源，放開小車”．
（2）AB 
（3）0.864，0.928 
（4）圖象如圖，0.640．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的應(yīng)用，根據(jù)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的工作原理及應(yīng)用可以判斷各物理量是否能正確得出．
要提高應(yīng)用勻變速直線的規(guī)律以及推論解答實(shí)驗(yàn)問題的能力，在平時(shí)練習(xí)中要加強(qiáng)基礎(chǔ)知識(shí)的理解與應(yīng)用，掌握運(yùn)用v-t圖象求解加速度的方法．