Question

14．在“研究勻變速直線運動”的實驗中：
（1）目前實驗室用的打點計時器有電磁打點計時器和電火花打點計時器兩種，它們的原理基本一樣，所接電源均為頻率為50Hz的交流電源，每隔0.02s打一次點．
（2）除打點計時器（含紙帶、復(fù)寫紙）、鐵架臺（含鐵夾）外，在下面的儀器和器材中，還必須使用的有AD（填選項代號）
A．電壓合適的50Hz交流電源          B．電壓可調(diào)的直流電源
C．秒表         D．刻度尺           E．重錘
（3）實驗過程中，為減小測量重力作用下紙帶加速度的誤差，下列措施中有益的是CD
A．選擇質(zhì)量較小的重錘
B．使紙帶運動加速度盡量小一些
C．在相同的條件下，打出多條紙帶，選其中一條最理想的進行測量和計算
D．舍去紙帶上較密集的點，然后選取計數(shù)點，進行計算
（4）在測定勻變速直線運動加速度實驗中，某次實驗紙帶的記錄如圖所示，若每打5個點取一個記數(shù)點，分別標明0、1、2、3、4，記數(shù)點間的時間間隔記為T．量得x₁=30.0mm，x₂=36.0mm，x₃=42.0mm，x₄=48.0mm，則打印點2時紙帶的瞬時速度v₂的表達式v₂=$\frac{{x}_{2}+{x}_{3}}{2T}$，代入數(shù)據(jù)v₂₌0.39m/s；物體的加速度a的表達式a=$\frac{（{x}_{3}+{x}_{4}）-（{x}_{1}+{x}_{2}）}{4{T}^{2}}$，代入數(shù)據(jù)a=0.60m/s²．（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）

Answer 1

分析 1、了解打點計時器的構(gòu)造、工作原理、工作特點等，比如工作電壓、打點周期等，掌握基本儀器的使用，能夠正確的使用打點計時器．
2、根據(jù)實驗的原理確定需要測量的物理量，從而確定所需的器材．
3、實驗誤差是實驗測量值（包括直接和間接測量值）與真值（客觀存在的準確值）之差；根據(jù)實驗誤差的性質(zhì)及產(chǎn)生的原因，可將誤差分為系統(tǒng)誤差、隨機誤差．
4、根據(jù)勻變速直線運動的推論公式△x=aT²可以求出加速度的大小，根據(jù)勻變速直線運動中時間中點的速度等于該過程中的平均速度，可以求出打紙帶上2點時小車的瞬時速度大�。�

解答 解：（1）目前實驗室用的打點計時器有電火花打點計時器和電磁打點計時器兩種，它們的原理基本一樣，所接電源均為頻率為50Hz的交流電源，每隔0.02 s打一次點．
（2）AB、實驗使用的電源必須是交流電源，故A正確，B錯誤；
C、打點計時器本身就是計時的儀器，所以不需要秒表，故C錯誤；
D、刻度尺要用來測量紙帶的點之間的距離，所以必須要有刻度尺，故D正確；
E、此實驗使用鉤碼拉動小車，所以不需要重錘，故E錯誤．
故選：AD．
（3）A、應(yīng)該選擇質(zhì)量較大的重錘，故A錯誤；
B、小車運動的加速度大小與誤差大小無關(guān)，故B錯誤；
C、在相同的條件下，打出多條紙帶，選其中一條最理想的進行測量和計算，故C正確；
D、舍去紙帶上密集的點，只利用點跡清晰、點間間隔適當?shù)囊徊糠诌M行測量、計算，便于減小測量誤差，故D正確；
故選：CD．
（4）每打5個點取一個記數(shù)點，所以相鄰的計數(shù)點間的時間間隔T=0.1s，
根據(jù)勻變速直線運動中時間中點的速度等于該過程中的平均速度，可以求出打紙帶上2點時小車的瞬時速度大�。�
v₂=$\frac{{x}_{13}}{2T}$=$\frac{{x}_{2}+{x}_{3}}{2T}$
代入數(shù)據(jù)得v₂=$\frac{0.036+0.042}{0.2}$=0.39m/s；
根據(jù)勻變速直線運動的推論公式△x=aT²可以求出加速度的大小，
得：x₃-x₁=2a₁T² 
x₄-x₂=2a₂T² 
為了更加準確的求解加速度，我們對兩個加速度取平均值
得：a=$\frac{1}{2}$（a₁+a₂）
即小車運動的加速度計算表達式為：a=$\frac{（{x}_{3}+{x}_{4}）-（{x}_{1}+{x}_{2}）}{4{T}^{2}}$
代入數(shù)據(jù)得a=$\frac{0.048+0.042-0.036-0.030}{0.04}$m/s²=0.60m/s²
故答案為：（1）電磁，0.02 s；（2）ADE；（3）CD；
（4）$\frac{{x}_{2}+{x}_{3}}{2T}$，0.39，$\frac{（{x}_{3}+{x}_{4}）-（{x}_{1}+{x}_{2}）}{4{T}^{2}}$，0.60．

點評 對于一些實驗操作細節(jié)，要通過親自動手實驗，才能體會具體操作細節(jié)的含義，并且在做實驗時體會得到的結(jié)果記憶深刻．要減小實驗誤差，應(yīng)從誤差產(chǎn)生的來源進行分析，從而采取措施，本實驗主要從如何打好紙帶和如何較準確地測量距離、實驗器材的選取等幾個方面來考慮．
要提高應(yīng)用勻變速直線的規(guī)律以及推論解答實驗問題的能力，在平時練習中要加強基礎(chǔ)知識的理解與應(yīng)用．