Question

10．小明同學利用圖（a）所示的實驗裝置探究“物塊速度隨時間變化的關系”．物塊放在木板上，細繩的一端與物塊相連，另一端跨過滑輪掛上鉤碼．打點計時器固定在木板右端，所用電源頻率為50Hz．紙帶穿過打點計時器連接在物塊上．實驗中，物塊在鉤碼的作用下拖著紙帶運動．打點計時器打出的紙帶如圖（b）所示．
如圖所示，小車拖動紙帶通過打點計時器打出的一條紙帶，A、B、C、D、E為我們在紙帶上所選的計數點，相鄰計數點之間有4個點沒有畫出來：

（1）在本實驗中，下列操作正確的是BC
A．電磁打點計時器使用的是低壓直流電源
B．打點前，物塊應靠近打點計時器，要先接通電源，再釋放物塊
C．打出的紙帶，要舍去紙帶上密集的點，然后再選取計數點
D．鉤碼的總質量要遠小于物塊的質量
（2）打點計時器打下B點時瞬時速度v_B=0.26m/s；v_C=0.30m/s；v_D=0.34m/s
（3）v_A=0.22m/s；v_E=0.38m/s
（4）小車加速度a=0.40m/s²．

Answer 1

分析 了解打點計時器的工作原理，電源頻率是50Hz，相鄰計時點的時間間隔為0.02s．能夠熟練使用打點計時器便能正確解答該題；
根據勻變速直線運動中中間時刻的速度等于該過程中的平均速度，可以求出打紙帶上A點時小車的瞬時速度大小，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．

解答 解：（1）A、電磁打點計時器使用的是6V以下的交流電源，故A錯誤；
B、為了提高紙帶的利用率，在釋放小車前，小車要靠近打點計時器，這樣可以盡量在紙帶上多打點，為了提高紙帶的利用率，同時為了使打點更穩定，減小誤差，要先接通電源，待計時器開始打點再釋放小車，故B正確；
C、紙帶上密集點測量時誤差較大，故要舍去，故C正確；
D、探究“物塊速度隨時間變化的關系”，因此鉤碼的總質量與物塊的質量沒有要求，故D錯誤；
故選：BC；
（2）根據勻變速直線運動中中間時刻的速度等于該過程中的平均速度，所以：
${v_B}=\frac{AC}{2T}=\frac{0.052m}{0.2s}=0.26m/s$，
${v_C}=\frac{BD}{2T}=\frac{0.084m-0.024m}{0.2s}=0.30m/s$，
${v_D}=\frac{CE}{2T}=\frac{0.120m-0.052m}{0.2s}=0.34m/s$；
（3）（4）速度每間隔0.1s增加0.04m/s，根據加速度的定義，a=$\frac{△v}{△t}=\frac{0.04m/s}{0.1s}=0.40m/{s}^{2}$，
對AB過程，根據速度時間關系公式，有：v_B=v_A+aT，解得：v_A=v_B-aT=0.26-0.4×0.1=0.22m/s；
對DE過程，根據速度時間關系公式，有：v_E=v_D+aT=0.34+0.4×0.1=0.38m/s；
故答案為：（1）BC；（2）0.26m/s，0.30m/s，0.34m/s；（3）0.22m/s，0.38m/s；（4）0.40．

點評 對于基本實驗儀器不光要了解其工作原理，還要從實踐上去了解它，自己動手去實際操作，達到熟練使用的程度；
本題關鍵明確實驗操作的步驟，知道用紙帶求解速度和加速度的方法，基礎題．