Question

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

（1）在做用打點(diǎn)計時器測速度的實(shí)驗(yàn)時，要用到打點(diǎn)計時器，打點(diǎn)計時器是一種計時儀器，其電源頻率為50Hz，常用的電磁打點(diǎn)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”），它們隔相同的時間打一個點(diǎn)．
（2）接通打點(diǎn)計時器電源和讓紙帶開始運(yùn)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(yùn)動	B．先讓紙帶運(yùn)動，再接通電源
C．讓紙帶運(yùn)動的同時接通電源	D．先讓紙帶運(yùn)動或先接通電源都可以

（3）分別計算出打下D點(diǎn)時小車的瞬時速度為v_D=0.56m/s及小車運(yùn)動的加速度a=0.80m/s²（保留兩位有效數(shù)字）．

Answer 1

分析 （1）該問比較簡單，根據(jù)打點(diǎn)計時器的構(gòu)造和特點(diǎn)即可正確回答．
（2）理解實(shí)驗(yàn)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(yùn)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(diǎn)，大部分紙帶沒有打上點(diǎn)，紙帶的利用率太低．
（3）根據(jù)勻變速直線運(yùn)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(diǎn)時小車的瞬時速度，根據(jù)逐差法可以算出小車的加速度．

解答 解：（1）打點(diǎn)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(diǎn)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(yùn)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(diǎn)，大部分紙帶沒有打上點(diǎn)，紙帶的利用率太低；所以應(yīng)當(dāng)先接通電源，后讓紙帶運(yùn)動，故A正確．
（3）計數(shù)點(diǎn)之間的時間間隔為T=0.1s；
根據(jù)勻變速直線運(yùn)動中中間時刻的瞬時速度等于該過程中的平均速度得：
v_D=$\frac{{x}_{CE}}{2T}$=$\frac{5.20+5.99}{2×0.1}×1{0}^{-2}$ m/s=0.56m/s
根據(jù)勻變速運(yùn)動規(guī)律△x=aT²可得：
s₆-s₃=3a₁T²
s₅-s₂=3a₂T²
s₄-s₁=3a₃T²
a=$\frac{{a}_{1}+{a}_{2}+{a}_{3}}{3}$=$\frac{（5.99+6.80+7.62）-（3.62+4.38+5.20）}{9×0．{1}^{2}}$×10^-2m/s²=0.80 m/s²．
故答案為：（1）計時，50 Hz，交流電；                 
  （2）A；  
（3）0.56，0.80．

點(diǎn)評 本題主要考查了打點(diǎn)計時器的應(yīng)用以及根據(jù)紙帶求物體運(yùn)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．