Question

10．在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中，某同学使用了如图所示的装置．在实验过程中：

（1）打点计时器应该与交流 （选填“交流”或“直流”）电源连接；在闭合电键前，将小车放置在靠近打点计时器一端．（选填“靠近滑轮”或“靠近打点计时器”）
（2）下图是在此实验中打点计时器打出的纸带．纸带上面每打一点的时间间隔是0.02s，且每两个记数点间还有四个计时点未画出．已知记数点之间的距离：S₁=1.2cm，S₂=2.4cm，S₃=3.6cm，S₄=4.8cm．
则：
①记数点3对应的小车速度v₃=0.42m/s；
②小车运动的加速度a=1.2m/s²；
③记数点0对应的小车速度v₀=0.06m/s．

Answer 1

分析 （1）在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中应联系实际做实验的过程，结合注意事项：打点计时器应该与交流电源连接，使小车停在靠近打点计时器处，接通电源，放开小车，让小车运动，断开电源由此可正确解答；
（2）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3点时小车的瞬时速度大小．

解答 解：（1）打点计时器应该与交流电源连接，为提供纸带的利用率，应使小车停在靠近打点计时器处；
（2）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，纸带上面每打一点的时间间隔是0.02s，且每两个记数点间还有四个计时点未画出，T=0.1s．
v₃=$\frac{{s}_{3}+{s}_{4}}{2T}$=$\frac{0.036+0.048}{2×0.1}$=0.42m/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：
s₄-s₂=2aT²
s₃-s₁=2aT²
为了更加准确的求解加速度，我们对两个加速度取平均值，得：
a=$\frac{1}{2}$（a₁+a₂）
即小车运动的加速度计算表达式为：
a=$\frac{{s}_{4}+{s}_{3}-{s}_{2}-{s}_{1}}{4{T}^{2}}$=$\frac{0.048+0.036-0.024-0.012}{4×0．{1}^{2}}$=1.2m/s²
根据运动学公式，有：v₃=v₀+at；
解得：v₀=v₃-at=0.42-1.2×0.3=0.06m/s；
故答案为：（1）交流，靠近打点计时器； （2）0.42，1.2，0.06．

点评 利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，提高解决问题能力．