Question

18．如圖所示是某同學在勻變速直線運動實驗中獲得的一條紙帶，小明與他的同學在做“探究小車速度隨時間變化的規律”的實驗時，由于他的同伴不太明確該實驗的目的及原理，他從實驗室里借取了如下器材：

（1）上面圖片中哪些器材是多余的（多選）天平、利表．（請回答儀器名稱）
（2）在該實驗中，下列說法正確的是BC．
A．打點計時器應固定在長木板上，且靠近滑輪一端
B．開始實驗時小車應靠近打點計時器一端
C．應先接通電源，待打點穩定后再釋放小車
D．牽引小車的鉤碼個數越多越好
（3）小明與他的同伴利用打點計時器（頻率為50Hz）得到一條紙帶如圖所示，從比較清晰的點起，每五個打印點取一個點作為計數點，分別標明A、B、C、D_…，并在紙帶上放置一毫米刻度尺，則：AC兩點間的距離是7.20cm，打B點時小車對應 的速度為0.36m/s（保留2位有效數字），O點至C點運動過程中對應的加速度大小為0.90m/s²（保留2位有效數字）．

Answer 1

分析 根據實驗的原理確定不需要的測量器材．注意打點計時器使用交流電源，打點計時器是一種計時儀器；
在“探究小車速度隨時間變化的規律”的實驗中應聯系實際做實驗的過程，結合注意事項：使小車停在靠近打點計時器處，接通電源，放開小車，讓小車運動，斷開電源由此可正確解答；
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計數點2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加速度．

解答 解：（1）在本實驗中不需要測量小車或砝碼的質量因此不需要天平，同時打點計時器記錄了小車運動時間，因此不需要秒表，
故不需要的器材有：天平與秒表；
（2）A、打點計時器應固定在長木板上，在固定滑輪的另一端，故A錯誤；
B、為了在紙帶打更多的點，開始實驗時小車應放在靠近打點計時器一端，故B正確；
C、打點計時器在使用時，為了使打點穩定，同時為了提高紙帶的利用率，使盡量多的點打在紙帶上，要應先接通電源，再放開紙帶，故C正確；
D、鉤碼個數應適當，鉤碼個數少，打的點很密；鉤碼個數多，打的點少，都會帶來實驗誤差，故D錯誤．
（3）由紙帶數據可知，AC兩點間的距離是7.20cm；
電磁打點計時器是使用交流電源的計時儀器，當電源的頻率為50Hz時，它每隔0.02s打一次點．
從比較清晰的點起，每五個打印點取一個作為計數點，故每兩個計數點的時間間隔T=0.1s．
物體做勻變速直線運動，則時間中點的瞬時速度大小等于該過程中的平均速度大小，
因此小車在打點B時的速度：v_B=$\frac{{x}_{AC}}{2T}$=$\frac{0.072}{0.2}$m/s=0.36m/s；
根據△x=aT²，由逐差法得：
a=$\frac{{x}_{BC}-{x}_{AB}}{{T}^{2}}$=$\frac{0.0405-0.0315}{0．{1}^{2}}$=0.90m/s²．
故答案為：（1）天平，秒表；（2）BC；（3）7.20，0.36，0.90．

點評 本題借助實驗考查了勻變速直線的規律以及推論的應用，在平時練習中要加強基礎知識的理解與應用，提高解決問題能力．