Question

物理小組在一次探究活動中測量滑塊做勻加速直線運(yùn)動的加速度和某時(shí)刻的瞬時(shí)速度，實(shí)驗(yàn)裝置如圖1，一木板固定在水平桌面上，一端裝有定滑輪；木板上有一滑塊，其一端與穿過電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶相連，另一端通過跨過定滑輪的細(xì)線與托盤連接．打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的交流電源的頻率為50Hz．開始實(shí)驗(yàn)時(shí)，在托盤中放入適量砝碼，滑塊開始做加速運(yùn)動，在紙帶上打出一系列小點(diǎn)．
（1）結(jié)合本次實(shí)驗(yàn)，下列說法錯誤的是

D

A．電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用220V交流電源
B．電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器每隔0.02s打一個(gè)點(diǎn)
C．實(shí)驗(yàn)中應(yīng)先接通電源，等打點(diǎn)穩(wěn)定后再釋放滑塊
D．在紙帶上選計(jì)數(shù)點(diǎn)時(shí)必須從打下的第一個(gè)點(diǎn)算起
（2）如圖2給出的是實(shí)驗(yàn)中獲取的一條紙帶的一部分：0、1、2、3、4、5、6、7是計(jì)數(shù)點(diǎn)，每相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)打點(diǎn)（圖中未標(biāo)出），計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離如圖所示．根據(jù)圖中數(shù)據(jù)確定滑塊加速度a=

0.496

 m/s²，紙帶上“6”點(diǎn)的瞬時(shí)速度v=

0.413

m/s（結(jié)果均保留三位有效數(shù)字）．
（3）某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)物體速度變化太慢，請你幫他想出一條能使速度變化加快的有效方案

使軌道傾斜或減小滑塊質(zhì)量或增加托盤內(nèi)砝碼的質(zhì)量

．

Answer 1

分析：（1）電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用220V的交流電源，打點(diǎn)周期為0.02s，紙帶法實(shí)驗(yàn)中注意要先打點(diǎn)后釋放小車，選取紙帶上的計(jì)數(shù)點(diǎn)時(shí)，選擇點(diǎn)跡清晰的，并非要求從第一點(diǎn)選起．
（2）利用逐差法△x=aT²可以求出物體的加速度大小，根據(jù)勻變速直線運(yùn)動中某點(diǎn)的瞬時(shí)速度等于該過程中的平均速度大小可以求出某點(diǎn)的瞬時(shí)速度大�。�
（3）要想提高速度，需要增大加速度，即增大合外力即可．

解答：解：（1）A、根據(jù)電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的工作原理可知電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用220V交流電源，故A正確；
B、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的打點(diǎn)周期為0.02s；
C、為了在紙帶上盡量多的打點(diǎn)，提高紙帶利用率，要先打點(diǎn)后釋放紙帶，故C正確；
D、選擇計(jì)數(shù)點(diǎn)時(shí)要從點(diǎn)跡清晰的選起，并非一定選擇第一個(gè)，故D錯誤．
故選：D．
（2）從左到右計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的位移分別記為x₁、x₂…，取六段，根據(jù)△x=aT²有：
x6-x3=3a1T2
x5-x2=3a2T2
x4-x1=3a3T2
a=

a1+a2+a3

3

=

(x4+x5+x6)-(x1+x2+x3)

9T2

=

(3.88+3.39+2.88)×10-2m-(2.40+1.89+1.40)×10-2m

9×(0.1s)2

=0.496m/s²．
根據(jù)勻變速直線運(yùn)動中某點(diǎn)的瞬時(shí)速度等于該過程中的平均速度大小有：
v6=

x57

2T

=

(3.88+4.37)×10-2m

2×0.1s

=0.413m/s
（3）增大物體所受合外力，即增大加速度，可以是物體速度加快，故采取的措施為可以有：使軌道傾斜或減小滑塊質(zhì)量或增加托盤內(nèi)砝碼的質(zhì)量．
故答案為：（1）D，（2）每相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)打點(diǎn)，計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的時(shí)間間隔為T=0.1s，0.496，0.413m/s；（3）使軌道傾斜或減小滑塊質(zhì)量或增加托盤內(nèi)砝碼的質(zhì)量．

點(diǎn)評：解決實(shí)驗(yàn)問題首先要掌握該實(shí)驗(yàn)原理，了解實(shí)驗(yàn)的操作步驟和數(shù)據(jù)處理以及注意事項(xiàng)，同時(shí)要熟練應(yīng)用所學(xué)基本規(guī)律解決實(shí)驗(yàn)問題．