Question

19．小華同學在做“研究勻變速直線運動”實驗中，將打點計時器固定在某處，在繩子拉力的作用下小車拖著穿過打點計時器的紙帶在水平木板上運動，如圖1所示．由打點計時器得到表示小車運動過程的一條清晰紙帶的一段．如圖2所示，在打點計時器打出的紙帶上確定出八個計數點，相鄰兩個計數點之間還有四個點未標出，并用刻度尺測出了各計數點到0計數點的距離，圖中所標數據的單位是cm．

（1）打點計時器是中學研究物體運動時常用的實驗器材，常見的有電磁打點計時器和電火花計時器兩種．關于電磁打點計時器和電火花計時器的比較，下列說法正確的是CD
A．電磁打點計時器使用交流電源，電火花計時器使用直流電源
B．它們都是使用10V以下的交流電源
C．當電源頻率為50Hz時，它們都是每隔0.02s打一個點
D．電火花計時器工作時，紙帶運動受到的阻力較小，所以實驗誤差也較小
（2）根據紙帶提供的信息，小華同學已經計算出了打下1、2、3、4、5這五個計數點時小車的速度，請你幫助他計算出打下計數點6時小車的速度（結果保留3位有效數字），并填入下表．

計數點	1	2	3	4	5	6
t/s	0.1	0.2	0.3	0.4	0.5	0.6
v/（m•s-1）	0.358	0.400	0.440	0.485	0.530

（3）以速度v為縱軸、時間t為橫軸在坐標紙上建立直角坐標系，根據上表中的v、t數據，在圖3坐標系中描點，并作出小車運動的v-t圖象．
（4）根據v-t圖象可知，小車運動的加速度為0.43m/s²（保留2位有效數字）．將圖線延長與縱軸相交，交點的速度是0.310m/s，此速度的物理意義是在計數點O時的速度．（保留3位有效數字）

Answer 1

分析 （1）正確解答本題需要掌握：了解打點計時器的構造、工作原理、工作特點等，比如工作電壓、打點周期等，掌握基本儀器的使用，能夠正確的使用打點計時器；
（2）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，可以求出小車的瞬時速度大�。�
（3）用描點法畫出小車的瞬時速度隨時間變化的關系圖線．
（4）由v-t圖象解加速度的方法是求斜率．根據縱軸截距求出初速度的大�。�

解答 解：（1）A、電磁打點計時器和電火花計時器都使用交流電源，故A錯誤；
B、電磁打點計時器工作電壓是4V～6V交流電源，電火花打點計時器的電壓是220V交流電源，故B錯誤；
C、當電源頻率為50Hz時，它們都是每隔0.02s打一個點，故C正確；
D、電火花計時器工作時，紙帶運動受到的阻力較小，所以實驗誤差也較�。还蔇正確；
故選：CD．
（2）相鄰兩個計數點之間的時間間隔為0.1s，
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，
v₆=$\frac{{x}_{57}}{{t}_{57}}$=0.570m/s．
（3）利用描點法可畫出速度-時間圖象：

（4）根據圖象與縱軸的交點得在打0計數點時，小車的速度為：v₀=0.310m/s
根據v-t圖象求出圖形的斜率k，
所以小車加速度為：a=$\frac{△v}{△t}$=0.43m/s²．
故答案為：（1）CD；
（2）

計數點	1	2	3	4	5	6
t/s	0.1	0.2	0.3	0.4	0.5	0.6
v/（m•s-1）	0.358	0.400	0.440	0.485	0.530	0.570

（3）如上圖所示；
（4）0.43，0.310m/s（0.305～0.315），在計數點O時的速度．

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．
要注意單位的換算和有效數字的保留．