Question

2．某同學進行“探究小車速度隨時間變化的規律”實驗時，打點計時器采用交流（選填交流或直流）電源，實驗操作中A即可打出了一條紙帶．
A．應先接通電源，在打點計時器開始打點后再釋放小車
B．應先釋放小車，再接通電源打點計時器開始打點
C．釋放小車，同時通電源打點計時器開始打點
D．先釋放小車或先接通電源打點計時器開始打點都可以

（2）已知計時器打點的時間間隔為0.02s，該同學按打點先后順序每隔4個點取1個計數點，得到了O、A、B、C、D等幾個計數點，如圖1所示，則相鄰兩個計數點之間的時間間隔為0.1s．用刻度尺量得OA=1.50cm、AB=1.90cm、BC=2.30cm、CD=2.70cm．由此可知，紙帶做勻加速運動（選填“勻加速”或“勻減速”），打C點時紙帶的速度大小為0.25m/s．紙帶運動的加速度大小為0.4m/s²．
（3）另一同學利用如圖2所示的裝置測定導軌上滑塊運動的加速度，滑塊上安裝了寬度為d的遮光板．滑塊在牽引力作用下先后通過兩個光電門A、B，配套的數字毫秒計（圖中未畫出）記錄了遮光板通過第一個光電門A的時間為△t₁，則滑塊通過第一個光電門的速度表達式為v_A=$\fracp9vv5xb5{△{t}_{1}}$．若已知滑塊通過兩光電門速度分別為v_A、v_B，兩個光電門A、B間距離為L，則滑塊的加速度表達式為a=$\frac{{v}_{B}^{2}-{v}_{A}^{2}}{2L}$．

Answer 1

分析 掌握打點計時器的使用以及簡單構造，為了打點的穩定，具體操作中要求先啟動打點計時器然后釋放小車．紙帶實驗中，若紙帶勻變速直線運動，測得紙帶上的點間距，利用勻變速直線運動的推論，可計算出打出某點時紙帶運動的瞬時速度和加速度．光電門測量滑塊瞬時速度的原理是遮光條通過光電門的速度可以用平均速度代替即v=$\fracp9vv5xb5{t}$，再根據運動學公式即可求出物體的加速度a．

解答 解：（1）打點計時器采用交流電源，實驗中為了在紙帶上打出更多的點，為了打點的穩定，具體操作中要求先啟動打點計時器然后釋放小車，故A正確；
（2）每隔4個點取1個計數點，則相鄰兩個計數點之間的時間間隔T=0.1s，
由于相鄰的計數點的位移之差相等，△x=0.4cm，所以紙帶做勻加速直線運動．
利用勻變速直線運動的推論
v_c=$\frac{{x}_{BD}}{{t}_{BD}}$=$\frac{2.30+2.70}{2×0.1}$cm/s=25cm/s=0.25m/s．
根據a=$\frac{△x}{{T}^{2}}$得：
a=$\frac{0.4}{0.01}$cm/s²=40cm/s²=0.40m/s²；
（3）由于遮光板通過光電門的時間很短，可以認為滑塊在這很短的時間內做勻速運動，也就是說用這段時間內的平均速度代表瞬時速度，
則v_A=$\fracp9vv5xb5{△{t}_{1}}$，
根據2aL=v_B²-v_A²；
解得：a=$\frac{{v}_{B}^{2}-{v}_{A}^{2}}{2L}$
故答案為：
（1）交流；A；
（2）0.1；勻加速；0.25；0.4；
（3）$\fracp9vv5xb5{△{t}_{1}}$；$\frac{{v}_{B}^{2}-{v}_{A}^{2}}{2L}$．

點評 本題考查勻變速直線運動中的實驗方法，要求能清楚該實驗的工作原理和實驗步驟．知道相鄰兩個計數點之間的時間間隔．同時要注意在紙帶問題的處理是學實驗中常見的問題，在計算中要注意單位的換算．