Question

4．在“用打点计时器探究匀变速直线运动速度随时间变化规律”的实验中，用一端装有定滑轮的长木板、小车、打点计时 器（频率为 50Hz）、钩码、纸带、细线组成如图（a）所示的装置，钩码拉动小车，小车做匀加速直线运动，得 到如图（b）所示的一条纸带，纸带中相邻两个计数点之间有四 个点未画出．
（1）在本实验中，某同学操作了以下实验步骤，其中有明显错 误的步骤是D（填写字母）
A．将打点计时器固定在木板上，并接好电路
B．将纸带固定在小车尾部，并穿过打点计时器的限位孔
C．把一条细绳拴在小车上，细绳跨过定滑轮，下面吊着适当重的钩码
D．放开纸带，再接通电源
（2）如图（b）用毫米刻度尺测量得：AB=4.56cm、AC=12.16cm、AD=22.52cm、AE=36.06cm，则：打 B 点时小车的速度大小为0.61m/s．（结果保留二位有效数字）
（3）小车运动过程中细线对钩码的拉力＜钩码的重力．（填“＞”、“=”、“＜”）

Answer 1

分析 （1）探究小车速度随时间变化的关系的实验，所需的实验器材应该从实验的过程和步骤去考虑；接通电源与释放纸带（或物体）的先后顺序根据实验情况总结得出．
（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，可以求出打纸带上B点时小车的瞬时速度大小．
（3）根据牛顿第二定律，结合受力分析，即可求解．

解答 解：（1）A．将打点计时器固定在木板上，并接好电路；
B．将纸带固定在小车尾部，并穿过打点计时器的限位孔；
C．把一条细绳拴在小车上，细绳跨过定滑轮，下面吊着适当重的钩码；
D、开始记录时，应先给打点计时器通电打点，然后释放纸带让纸带（随物体）开始运动，如果先放开纸带开始运动，再接通打点计时时器的电源，由于重物运动较快，不利于数据的采集和处理，会对实验产生较大的误差；同时先打点再释放纸带，可以使打点稳定，提高纸带利用率，可以使纸带上打满点，
其中有明显错误的步骤是：D．
（2）由于两个相邻的计数点之间还有4个点没画出，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，
v_B=$\frac{{x}_{AC}}{2T}$=$\frac{12.16×1{0}^{-2}}{0.2}$ m/s≈0.61m/s
（3）根据牛顿第二定律，则有：mg-T=ma，
因加速度方向向下，那么细线对钩码的拉力小于钩码的重力．
故答案为：（1）D；  （2）0.61；（3）＜．

点评 教科书本上的实验，我们要从实验原理、实验仪器、实验步骤、实验数据处理、实验注意事项这几点去搞清楚，同时加强基础知识的应用，提高解题能力．
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．注意单位的换算．