Question

19．某實驗小組用一端裝有定滑輪的長木板，小車、打點計時器（頻率為50Hz）、鉤碼、紙帶、細線組成如圖1所示的裝置，用鉤碼拉動小車做勻加速直線運動．

（1）甲同學操作了以下實驗步驟，其中有明顯錯誤的是D（單選，填寫字母）
A．將打點計時器固定在平板上，并接好電路
B．將紙帶固定在小車尾部，并穿過打點計時器的限位孔
C．把一條細繩拴在小車上，細繩跨過定滑輪，下面吊著適當重的鉤碼
D．先放開紙帶，再接通電源．
（2）乙同學通過完全正確的實驗步驟，用打點計時器記錄了被小車拖動的紙帶的運動情況，在紙帶上確定了A、B、C、D、E共5個計數點如圖所示，其相鄰計數點間還有四個點未畫出．
①每兩個相鄰計數點之間的時間間隔為T=0.1s
②根據紙帶上各計數點間的距離，計算出C點的瞬時速度v_c=0.3m/s
③根據圖求出小車加速度a=0.4m/s²．

Answer 1

分析 （1）根據實驗的原理以及操作的注意事項確定操作錯誤的步驟．
（2）根據某段時間內的平均速度等于中間時刻的瞬時速度求出C點的瞬時速度，根據連續相等時間內的位移之差是一恒量求出小車的加速度．

解答 解：（1）A．將打點計時器固定在平板上，并接好電路，故A正確；
B．將紙帶固定在小車尾部，并穿過打點計時器的限位孔，故B正確；
C．把一條細繩拴在小車上，細繩跨過定滑輪，下面吊著適當重的鉤碼，故C正確；
D．實驗時，應先接通電源，再釋放小車，故D錯誤；
所以操作錯誤的步驟是：D．
（2）①打點的周期為0.02s，相鄰計數點間還有四個點未畫出，則相鄰計數點間的時間間隔為0.1s．
②C點的瞬時速度v_C=$\frac{{x}_{BD}}{2T}$=$\frac{28.0+32.0}{0.2}×1{0}^{-3}$m/s=0.3m/s．
③根據△x=aT²，運用逐差法得，a=$\frac{{x}_{CE}-{x}_{AC}}{4{T}^{2}}$=$\frac{32.0+36.0-（24.0+28.0）}{4×0．{1}^{2}}×1{0}^{-3}$ m/s²=0.4 m/s²
故答案為：（1）D；（2）①0.1，②0.3，③0.4．

點評 解決本題的關鍵掌握紙帶的處理方法，會通過紙帶求解速度和加速度，關鍵是勻變速直線運動推論的運用．