Question

12．某興趣小組的同學們用如圖1所示的裝置做“用打點計時器測做自由落體運動的速度”的實驗．
（1）下列有關的實驗操作中正確的說法是AC
A．電火花打點計時器接在220V的交流電源上
B．電火花打點計時器接在4-8V的交流電源上
C．實驗中紙管要保持豎直
D．實驗過程中先松開紙帶再接通打點計時器的電源
（2）實驗中小明同學挑選的紙帶如圖2所示，圖中直尺的單位為cm，點O為打點計時器在紙帶上打下的第一個點，點A、B、C、D，…依次表示點O以后連續的各點，已知打點計時器每隔T-0.02s打一個點．
你認為小明同學挑選的紙帶是否合理？合理（填“合理”或“不合理”），請說出你的理由，理由是任意相等的時間內，位移之差相等．
（3）從上面的紙帶中可以讀出點E到點O的距離是4.20cm，點F到點O的距離是6.20cm．
（4）在應用上面所選的紙帶求G點的速度時，小明和小剛分別采用下面的方法．
小剛的方法：利用重物做自由落體運動的速度公式v=gt，其中g取當地的重力加速度，時間t是打點計時器打點O到點G的時間間隔，該時間間隔可以從紙帶上讀出．
小明的方法：根據做勻變速直線運動的物體中間時刻的速度等于這段時間內的平均速度，求得FH之間的長度和時間計算平均速度即可得到G點的速度．
你認為小明和小剛計算出的結果哪個更符合實際？小明，你的理由是紙帶下落過程中，受到阻力，加速度小于重力加速度．

Answer 1

分析 （1）熟練打點計時器的應用步驟即可正確解答，注意實驗步驟要符合事物發展的邏輯，不可丟三落四的；
（2）由刻度讀出各點的位置，依據相等時間內，位移之差是否相等，即可判定；
（3）長度讀數，注意估計值與單位；
（4）根據實驗原理，結合實際操作，即可求解．

解答 解：（1）AB．電火花打點計時器接在220V的交流電源上，故A正確，B錯誤；
C、實驗中紙管要保持豎直，從而減小紙帶受到的阻力，故C正確；
D、實驗步驟要遵循先安裝器材后進行實驗的原則進行，注意實驗中為了使打點穩定后再進行實驗，同時為了提高紙帶的利用率，盡量將紙帶上打滿點，要先接通電源后釋放紙帶；故D錯誤；
（2）已知打點計時器每隔T-0.02s打一個點，再依據刻度，可知，A點的位置2.0cm，B點的位置6.0cm，C點的位置14.0cm，D點的位置26.0cm，E點的位置42.0cm，那么AB間距為4.0cm，BC間距為8.0cm，CD間距為12.0cm，因此在相等的時間內，位移之差相等，
所以小明同學挑選的紙帶是合理；
（3）從上面的紙帶中可以讀出點E到點O的距離是4.20cm，點F到點O的距離是6.20cm．
（4）小剛的方法：利用重物做自由落體運動的速度公式v=gt，其中g取當地的重力加速度，時間t是打點計時器打點O到點G的時間間隔，該時間間隔可以從紙帶上讀出．
小明的方法：根據做勻變速直線運動的物體中間時刻的速度等于這段時間內的平均速度，求得FH之間的長度和時間計算平均速度即可得到G點的速度．
當要求紙帶G點的速度時，若采用小剛的方法，明顯不符合實際，因為紙帶下落過程中，存在阻力，
因此采用小明，即根據做勻變速直線運動的物體中間時刻的速度等于這段時間內的平均速度，
故答案為：（1）AC；（2）合理，任意相等的時間內，位移之差相等；（3）4.20，6.20；（4 ）小明，紙帶下落過程中，受到阻力，加速度小于重力加速度．

點評 本題考查了打點計時器的具體使用，屬于簡單基礎題目，注意親自動手實驗，體會基本儀器的具體使用細節，同時注意第4問，求解瞬時速度方法的不同．