Question

12．某同學采用如圖甲所示的裝置做“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”實驗．
（1）打點計時器使用交流（填“直流”或“交流”）電源．
（2）本實驗不需要（填“需要”或“不需要”）平衡摩擦力．實驗時應A（填字母）
A．先接通電源，再釋放小車
B．先釋放小車，再接通電源 
C．同時釋放小車與接通電源
（3）該同學按正確的步驟完成了操作，并得到如圖乙所示的紙帶，打下H點時小車速度大小v_H=0.90m/s，小車加速度大小 a=5.0m/s²．（均保留2位有效數(shù)字）

Answer 1

分析 正確解答本題需要掌握：了解打點計時器的構造、工作原理、工作特點等，比如工作電壓、打點周期等，掌握基本儀器的使用，能夠正確的使用打點計時器；
明確實驗原理，知道本實驗中需要測量的物理量，
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H點時小車的瞬時速度大�。�

解答 解：（1）電火花打點計時器使用交流電源，工作電壓220V．
（2）本實驗是探究小車速度隨時間變化規(guī)律，故只需要打出勻變速直線運動的紙帶即可；故在實驗中不需要平衡摩擦力，
實驗時應先接通電源，再釋放小車，故A正確，BC錯誤；
（3）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H點時小車的瞬時速度大�。�
v_H=$\frac{{x}_{GI}}{{t}_{GI}}$=$\frac{14.10-10.50}{2×0.02}×1{0}^{-2}$ m/s=0.90m/s
設J到I之間的距離為x₁，以后各段分別為x₂、x₃、x₄、x₅、x₆，
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，
小車運動的加速度計算表達式為：
a=$\frac{{x}_{FK}-{x}_{AF}}{25{T}^{2}}$=$\frac{18.50-9.00-（9.00-4.50）}{25×0.0{2}^{2}}×1{0}^{-2}$m/s²=5.0m/s²，
故答案為：（1）交流；（2）不需要，A；（3）0.90，5.0．

點評 本題考查探究小車速度隨時間變化的規(guī)律實驗，明確實驗原理，知道實驗應測量的物理量即可正確求解；
要提高應用勻變速直線的規(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知識的理解與應用．