Question

15．某同學(xué)仿照“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”這一實驗，利用如圖1所示的裝置測量重物做自由落體運動的加速度．

（1）對該實驗裝置及其操作的要求，下列說法正確的是：ABDF
A．電磁打點計時器應(yīng)接6V交流電源
B．打點計時器的兩個限位孔應(yīng)在同一條豎直線上
C．重物最好選用密度較小的材料，如泡沫塑料
D．開始時應(yīng)使重物靠近打點計時器處并保持靜止
E．操作時，應(yīng)先放開紙帶后接通電源
F．為了減小誤差，應(yīng)重復(fù)多次實驗，在打出的紙帶中挑選一條最清晰的．
G．為了便于測量，一定要找到打點計時器打下的第一個點，并選取其以后各連續(xù)的點作為計數(shù)點．
（2）圖2是某同學(xué)在實驗中得到的一條較為理想的紙帶．把開頭幾個模糊不清的點去掉，以較清晰的某一個點作為計數(shù)點O，隨后每打3個點取一個計數(shù)點依次標(biāo)記為點A、B、C、D．測量出各點間的距離已標(biāo)在紙帶上．求打點計時器打出點B時重物的瞬時速度為1.18m/s，物體做自由落體運動的加速度的值約為9.60m/s²．（本題計算結(jié)果保留3位有效數(shù)字）
（3）如果當(dāng)時這個同學(xué)選用電火花打點計時器，那么做實驗的這個同學(xué)應(yīng)選用的電源為220V．

Answer 1

分析 打點計時器是利用交流電的電流方向隨時間迅速改變而工作的；當(dāng)交流電的頻率為50Hz時，每隔0.02s打一次電．
根據(jù)某段時間內(nèi)的平均速度等于中間時刻的瞬時速度求出點2的瞬時速度，根據(jù)連續(xù)相等時間內(nèi)的位移之差是一恒量求出自由落體運動的加速度．

解答 解：（1）A．電磁打點計時器應(yīng)該接在6V交流電源上，故A正確．
B．打點計時器的兩個限位孔應(yīng)在同一豎直線上，以減小摩擦力的影響，故B正確．
C．重物最好選用密度較大的材料，來減小阻力的影響，故C錯誤．
D．開始時應(yīng)使重物靠近打點計時器處并保持靜止，先接通電源，再釋放紙帶，故D正確，E錯誤．
F．為了減小誤差，應(yīng)重復(fù)實驗多次，在打出的紙帶中挑選一條最清晰的，故F正確．
G．為了便于測量，從點跡清晰的點開始取點，并選取其以后各連續(xù)的點作為計數(shù)點，故G錯誤．
故選：ABDF．
（2）每打3個點取一個計數(shù)點，所以相鄰的計數(shù)點間的時間間隔T=0.06s，
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，
v_B=$\frac{0.159-0.018}{2×0.06}$=1.18 m/s，
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，
得：a=$\frac{0.282-0.072-0.072}{{（2×0.06）}^{2}}$=9.60m/s²．
（3）如果當(dāng)時這個同學(xué)選用電火花打點計時器，那么做實驗的這個同學(xué)應(yīng)選用的電源為220V．
故答案為：（1）ABDF；（2）1.18，9.60；（3）220V

點評 要提高應(yīng)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(xí)中要加強基礎(chǔ)知識的理解與應(yīng)用．