Question

8．某同学在做“小车速度随时间变化规律”的实验，细线一端与小车相连，另一端绕过定滑轮悬挂钩码，通过打点计时器和纸带记录了小车的运动情况．
（1）实验中除了电磁打点计时器（含纸带、复写纸）、小车、一端附有滑轮的长直轨道、细线、钩码、导线及开关外，在下面的器材中，必须使用的有CD（填选项代号）
A.220V、50Hz 交流电源      B．电压可调的直流电源    C.4-6V、50Hz 交流电源
D．刻度尺        E．秒表      F．天平
（2）实验过程中，下列操作正确的是BD（填选项代号）
A．将接好纸带的小车停在靠近滑轮一端
B．将接好纸带的小车停在靠近打点计时器一端
C．先释放小车，再接通电源
D．先接通电源，再释放小车
（3）如图给出了从0点为计时起点，每5个点取一个计数点的纸带，其中0、1、2、3、4、5、6都为计数点，测得：x₁=1.40cm，x₂=1.90cm，x₃=2.38cm，x₄=2.88cm，x₅=3.39cm，x₆=3.87cm．（注：以下结果均保留3位有效数字）
①计数点3处的瞬时速度大小是0.263m/s．
②小车运动的加速度大小是0.496m/s²．
③计数点0处的瞬时速度大小是0.115 m/s．

Answer 1

分析 （1）根据实验的原理确定需要测量的物理量，从而确定所需的器材；
（2）在操作过程中，应先接通电源，再释放纸带，接好纸带的小车应停在靠近滑轮处；
（3）根据在匀变速直线匀速中时间中点的瞬时速度大小等于该过程中的平均速度大小可以求出某点的瞬时速度大小；利用逐差法可以求出小车的加速度大小．

解答 解：（1）电磁打点计时器使用4-6V、50Hz 交流电源；处理纸带时需要用刻度尺，由于打点计时器记录了小车运动时间，因此不需要秒表，不需要天平．
故选：CD．
（2）实验操作时，用将接好纸带的小车停在靠近打点计时器处，先接通电源，再释放纸带．故B、D正确．
故选：BD
（3）每5个点取一个计数点，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，可以求出打纸带上3点时小车的瞬时速度大小．
v₃=$\frac{0.0238+0.0288}{0.2}$=0.263m/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：x₄-x₁=3a₁T²
x₅-x₂=3a₂T²
x₆-x₃=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）
带入数据解得a=$\frac{0.0387+0.0339+0.0288-0.0238-0.0190-0.0140}{0.09}$=0.496m/s²
v₀=v₃-3aT=0.263-0.496×0.3=0.115m/s
故答案为：（1）CD；（2）BD；（3）①0.263；②0.496； ③0.115

点评 解决本题的关键掌握纸带的处理，会通过纸带求解瞬时速度和加速度，提高应用基本规律解答实验问题的能力．