Question

19．某同学利用图1所示的实验装置，探究物块在水平桌面上的运动规律．物块在重物的牵引下开始运动，重物落地后，物块再运动一段距离停在桌面上（尚未到达滑轮处）．从纸带上便于测量的点开始，每5个点取1个计数点，相邻计数点间的距离如图2所示．打点计时器电源的频率为50Hz．

①该实验所需器材有：物块、打点计时器（带导线）、纸带、复写纸、一端带有定滑轮的木板，重物，此外还需D（填字母代号）中的器材．
A．直流电源、天平及砝码    B．直流电源、刻度尺
C．交流电源、天平及砝码    D．交流电源、刻度尺
②通过分析纸带数据，可判断物块在两相邻计数点6和7之间某时刻开始减速．计数点2对应的速度大小为0.40m/s，（保留两位有效数字），计数点1对应的速度大小为0.20m/s．（保留两位有效数字）
③物块减速运动过程中加速度的大小为a=2.0m/s²．（保留两位有效数字）
④若打点计时器电源的频率忽然变大，则加速运动阶段加速度的测量值比真实值偏小（填“偏大”或“偏小”）

Answer 1

分析 由纸带两个点之间的时间相同，若位移逐渐增大，表示物体做加速运动，若位移逐渐减小，则表示物体做减速运动；
根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT²可以求出加速度的大小，根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度，可以求出打纸带上某点时小车的瞬时速度大小．

解答 解：（1）实验时要测距离x和速度v，根据原理分析需要的实验器材，除列出的器材外，还要打点计时器的电源：低压交流电源，和测距离的刻度尺；
故选：D
（2）从纸带上的数据分析得知：在点计数点6之前，两点之间的位移逐渐增大，是加速运动，在计数点7之后，两点之间的位移逐渐减小，是减速运动，所以物块在相邻计数点6和7之间某时刻开始减速；
每5个点取1个计数点，所以相邻的计数点间的时间间隔T=0.1s，
根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度，可以求出打纸带上某点时小车的瞬时速度大小．
计数点2对应的速度大小为v₂=$\frac{0.0501+0.03}{2×0.1}$=0.40m/s
根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT²可以求出加速度的大小，
得：a=$\frac{0.09+0.0701-0.0501-0.03}{{（0.2）}^{2}}$=2.0m/s²．
所以计数点1对应的速度大小为v₁=v₂-aT=0.40-2×0.1=0.20m/s，
（4）若打点计时器电源的频率忽然变大，时间的间隔小于0.02s，仍按0.02s计算则时间的实际值比测量值小，所以加速度的测量值偏小．
故答案为：
（1）D
（2）6；7；0.40；0.20
（3）2.0
（4）偏小

点评 要提高应用匀变速直线的规律以及推论解答实验问题的能力，在平时练习中要加强基础知识的理解与应用．