Question

4．下面几个实验都用到了打点计时器或电火花计时器：
①运用装置甲完成“探究功与速度变化的关系”实验
②运用装置乙完成“验证机械能守恒定律”实验
③运用装置丙可以完成“探究小车速度随时间变化的规律”实验
④运用装置丙可以完成“探究加速度与力、质量的关系”实验

（1）运用装置丙完成“探究小车速度随时间变化的规律“实验是否需要平衡摩擦阻力？否（填“是”或“否”）
（2）如图丁为某同学在一次实验中打出的一条纸带的部分，若所用电源的频率为50Hz，图中刻度尺的最小分度为1mm，请问该条纸带是以上四个实验哪一个实验时得到的？验证机械能守恒定律的实验（填实验的名称）
（3）由如图丁的测量，打C点时纸带对应的速度为1.50m/s（保留三位有效数字）．

Answer 1

分析 （1）在探究中，是否存在阻力，对速度随时间变化的规律研究没有影响；
（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，从而影响属于什么实验；
（3）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C点时小车的瞬时速度大小．

解答 解：（1）在探究小车速度随时间变化的规律的实验中，小车存在阻力，对其规律的研究没有影响，因此不需要平衡摩擦力；
（2）相邻的计数点间的时间间隔T=0.02s，
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，
为了更加准确的求解加速度，
a=$\frac{{x}_{CE}-{x}_{AC}}{（2T）^{2}}$=$\frac{0.173-0.104-（0.104-0.051）}{0.0{4}^{2}}$=10m/s² ．
由加速度大小可知，属于验证机械能守恒定律的实验；
（3）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，
得：V_C=$\frac{{x}_{BD}}{{t}_{BD}}$=$\frac{0.136-0.076}{0.04}$=1.50m/s 
故答案为：（1）否；（2）验证机械能守恒定律的实验；（3）1.50．

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．