题目内容

15.在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中.
(1)在下列给出的器材中,不需要的器材有②④⑦(填编号)
①打点计时器;  ②天平;   ③低压交流电源;       ④低压直流电源;  ⑤细绳和纸带;
⑥钩码和小车;  ⑦秒表;    ⑧一端带有滑轮的长木板;  ⑨刻度尺;
(2)某同学做此实验时步骤如下:
A:拉住纸带,将小车移至靠近打点计时器处,放开纸袋,再接通电源
B:将打点计时器固定在长木板上,并接好电路
C:把一条绳拴在小车上,细绳跨过定滑轮,下面挂上适当的钩码
D:小车停止运动后,直接取下纸带
E:将纸带固定在小车尾部,并穿过打点计时器的限位孔
F.换上新纸带,重复操作三次,然后从各纸袋中选取一条清晰的进行数据处理.
在下面横线上找出上述步骤中错误或遗漏的步骤并写出正确答案:
(1)A、应先接通电源,再释放纸带;
(2)D、小车停止运动后,应先关闭电源,再取下纸带.
步骤完善后请把正确的步骤顺序填写在横线上:BECADF.
(3)如图所示是该同学按正确步骤进行实验后得到的纸带,并且每隔四个计时点取一个计数点,已知每两个相邻计数点间的距离为s,且s1=0.96cm,s2=2.88cm,s3=4.80cm,s4=6.72cm,s5=8.64cm,s6=10.56cm,电磁打点计时器的电源频率为50Hz,则该相邻两个计数点间所对应的时间T=0.1s,根据连续相等时间内的位移之差△S=1.92cm确定小车做匀加速直线运动,此小车运动的加速度大小a=1.92m/s2,打第4个计数点时小车的速度大小v=0.768m/s,依据本实验推断第6记数点和第7记数点之间的距离是12.48cm.

分析 根据实验的原理确定所需测量的物理量,从而得出不需要的器材.结合原理和注意事项确定操作中错误的步骤和遗漏的步骤.
根据连续相等时间内的位移之差是一恒量求出加速度,以及第6、7计数点间的距离,根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求出计数点4的瞬时速度.

解答 解:(1)实验中不需要测量质量,所以不需要天平;打点计时器使用交流电源,所以不需要直流电源;打点计时器可以记录时间,所以不需要秒表.
故不需要的器材为:②④⑦.
(2)错误的步骤:A、应先接通电源,再释放纸带,这样做可以有效地使用纸带.
遗漏的步骤:D、小车停止运动后,应先关闭电源,再取下纸带.
根据组装器材、进行实验、数据处理的顺序,操作步骤为:BECADF.
(3)电源频率为50Hz,打点的时间间隔为0.02s,每隔四个计时点取一个计数点,可知相邻两个计数点间所对应的时间T=0.1s.连续相等时间内的位移之差△S=1.92cm,可以确定小车做匀加速直线运动.根据△S=aT2得,a=$\frac{△S}{{T}^{2}}=\frac{1.92×1{0}^{-2}}{0.01}=1.92m/{s}^{2}$.
打第4个计数点时小车的速度大小v=$\frac{{S}_{4}+{S}_{5}}{2T}=\frac{(6.72+8.64)×1{0}^{-2}}{0.2}m/s$=0.768m/s.
第6记数点和第7记数点之间的距离S7=S6+△S=10.56+1.92=12.48cm.
故答案为:(1)②④⑦(2)A、应先接通电源,再释放纸带;D、小车停止运动后,应先关闭电源,再取下纸带.(3)0.1,1.92cm,匀加速直线,1.92,0.768,12.48.

点评 解决本题的关键掌握纸带的处理方法,会通过纸带求解瞬时速度和加速度,关键是匀变速直线运动推论的运用.

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