Question

18．（1）电磁打点计时器是一种使用交流 （选填“交流”或“直流”） 电源的计时仪器，在“测定匀变速直线运动的加速度”的实验中，实验室提供了以下器材：电磁打点计时器、一端附有定滑轮的长木板、小车、纸带、细绳、钩码、刻度尺、交流电源、秒表、在本实验中不需要的器材是秒表
（2）研究小车匀变速直线运动的实验装置如图甲所示，物块在重物带动下在桌面上运动．打点计时器的工作频率为50Hz．纸带上计数点的间距如图乙所示，
其中每相邻两计数点之间还有4个记时点未画出．量出相邻的计数点之间的距离分别为S₁=7.05cm、S₂=7.68cm cm、S₃=8.33cm、S₄=8.95cm、S₅=9.61cm、S₆=10.26cm．

①部分实验步骤如下：
A．把打点计时器固定在平板上，让纸带穿过限位孔．
B．将小车停靠在打点计时器附近，小车尾部与纸带相连．
C． 先放开小车，再接通电源．
D．测量完毕，关闭电源，取出纸带
上述实验步骤中有错的是：C（用字母填写）．
②图乙中标出的相邻两计数点的时间间隔T=0.1s．
③计数点5对应的瞬时速度大小为v₅=0.93 m/s（保留两位有效数字）．
④为了充分利用记录数据，减小误差，小车加速度计算式应为a=$\frac{（{s}_{4}+{s}_{5}+{s}_{6}）-（{s}_{1}+{s}_{2}+{s}_{3}）}{9{T}^{2}}$（选填S₁、S₂、S₃、S₄、S₅、S₆、T表示），代入测量数据计算，大小为a=0.64 m/s²．

Answer 1

分析 先连接实验器材，测量时先接通电源，后释放纸带；
打点计时器的工作频率为50Hz，每隔0.02s打一次电，每相邻两点之间还有4个记录点未画出，共5个0.02s；
匀变速直线运动中，平均速度等于中间时刻的瞬时速度；
根据公式△x=aT²列式求解．

解答 解：（1）电火花打点计时器的工作电压为交流220 V．
在本实验中不需要的器材是秒表，因计时器具有计时功能；
（2）①先连接实验器材，后穿纸带，再连接小车，最后打点并选择纸带进行数据处理；
故错误的是C；
②打点计时器的工作频率为50Hz，每隔0.02s打一次电，每相邻两点之间还有4个记录点未画出，共5个0.02s，故T=0.1s；
③匀变速直线运动中，平均速度等于中间时刻的瞬时速度，
v₅=$\frac{0.0895+0.0961}{2×0.1}$=0.93m/s
④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：S₄-S₁=3a₁T² 
S₅-S₂=3a₂T² 
 S₆-S₃=3a₃T² 
为了更加准确的求解加速度，我们对三个加速度取平均值
得：a=$\frac{1}{3}$（a₁+a₂+a₃）=$\frac{（{s}_{4}+{s}_{5}+{s}_{6}）-（{s}_{1}+{s}_{2}+{s}_{3}）}{9{T}^{2}}$
代入数据得：a=0.64m/s²
故答案为：（1）交流，秒表；
（2）①C；
 ②0.1；
 ③0.93；
 ④$\frac{（{s}_{4}+{s}_{5}+{s}_{6}）-（{s}_{1}+{s}_{2}+{s}_{3}）}{9{T}^{2}}$，0.64．

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，注意掌握平均加速度的求解方法．