Question

5．在“研究勻變速直線運動”的實驗中：
（1）除打點計時器（含紙帶、復寫紙）、小車、一端附有滑輪的長木板、細繩、鉤碼、導線及開關外，在下面的儀器和器材中，必須使用的有AC．（填選項代號）
A．電壓合適的低壓交流電源
B．電壓可調的低壓直流電源
C．刻度尺
D．秒表
E．天平　
（2）實驗過程中，下列做法正確的是AD．
A．先接通電源，再使紙帶運動
B．先使紙帶運動，再接通電源
C．將接好紙帶的小車停在靠近滑輪處
D．將接好紙帶的小車停在靠近打點計時器處
（3）某同學用打點計時器測做勻加速直線運動的物體的加速度，電源頻率f=50Hz，在紙帶上打出的點中，選出零點，每隔4個點取1個計數點，因保存不當，紙帶被污染，如圖所示，A、B、C、D是依次排列的4個計數點，但僅能讀出其中3個計數點到零點的距離：x_A=16.6mm，x_B=126.5mm，x_D=624.5mm

若無法再做實驗，可由以上信息推知：
①相鄰兩計數點的時間間隔為0.1s
②打C點時物體的速度大小為2.5m/s（取2位有效數字）
③物體的加速度大小為$\frac{{x}_{D}^{\;}-3{x}_{B}^{\;}+2{x}_{A}^{\;}}{75}{f}_{\;}^{2}$（用x_A、x_B、x_D和f表示）

Answer 1

分析 （1）根據實驗的原理確定需要測量的物理量，從而確定所需的器材．
（2）在操作過程中，應先接通電源，再釋放紙帶，接好紙帶的小車應停在靠近滑輪處．
（3）根據勻變速直線運動的推論公式△x=aT²可以求出加速度的大小，根據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C點時小車的瞬時速度大小．

解答 解：（1）使用打點計時器是需要用電壓合適的交流電源；處理紙帶時需要用刻度，故選：AC．
（2）實驗操作時，用將接好紙帶的小車停在靠近打點計時器處，先接通電源，再釋放紙帶．故A、D正確．
（3）：①打點計時器打出的紙帶每隔4個點選擇一個計數點，則相鄰兩計數點的時間間隔為：T=0.1s．
②根據間的平均速度等于點的速度得：v_c=$\frac{0.6245-0.1265}{0.2}$m/s=2.5m/s．
②勻加速運動的位移特征是相鄰的相等時間間隔內的位移以aT²均勻增大，即△x=aT²，所以有：
x_BC=x_AB+aT²，x_CD=x_BC+aT²=x_AB+2aT²，x_BD=2x_AB+3aT²，
所以物體的加速度大小為：a=$\frac{{x}_{BD}^{\;}-2{x}_{AB}^{\;}}{3{T}_{\;}^{2}}$=$\frac{{x}_{D}^{\;}-3{x}_{B}^{\;}+2{x}_{A}^{\;}}{75}{f}_{\;}^{2}$
故答案為：（1）AC；（2）AD；（3）①0.1； ②2.5； ③$\frac{{x}_{D}^{\;}-3{x}_{B}^{\;}+2{x}_{A}^{\;}}{75}{f}_{\;}^{2}$

點評 要提高應用勻變速直線的規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．