Question

某同學(xué)在“探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中，用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器記錄了被小車拖動(dòng)的紙帶的運(yùn)動(dòng)情況，在紙帶上確定的A、B、C、D、E、F、G共7個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，其相鄰點(diǎn)間的距離如圖所示，每?jī)蓚�(gè)相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有四個(gè)點(diǎn)未畫出．試根據(jù)紙帶上各個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離．

（1）在做用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)速度的實(shí)驗(yàn)時(shí)，要用到打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是一種

計(jì)時(shí)

儀器，其電源頻率為

50

Hz，常用的電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和電火花計(jì)時(shí)器使用的電源是

交流電

（選擇直流電或交流電），它們是每隔

0.02

s打一個(gè)點(diǎn)．
（2）接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源和讓紙帶開始運(yùn)動(dòng)，這兩個(gè)操作之間的時(shí)間順序關(guān)系是

A

A．先接通電源，后讓紙帶運(yùn)動(dòng)   B．先讓紙帶運(yùn)動(dòng)，再接通電源
C．讓紙帶運(yùn)動(dòng)的同時(shí)接通電源   D．先讓紙帶運(yùn)動(dòng)或先接通電源都可以
（3）分別計(jì)算出打下D點(diǎn)時(shí)小車的瞬時(shí)速度為v_D=

0.560

m/s及小車運(yùn)動(dòng)的加速度a=

0.801

m/s²
（4）試判斷小車的運(yùn)動(dòng)情況，說明理由？

運(yùn)動(dòng)規(guī)律：在誤差允許的范圍內(nèi)，小車做勻加速直線運(yùn)動(dòng)；理由：通過計(jì)算可知BC．CD．DE，EF的加速度分別是0.79，0.81，0.80，0.81，可見加速度大小近似相等，故在誤差允許的范圍內(nèi)，小車做勻加速直線運(yùn)動(dòng)．

．

Answer 1

分析：（1）該問比較簡(jiǎn)單，根據(jù)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的構(gòu)造和特點(diǎn)即可正確回答．
（2）理解實(shí)驗(yàn)過程應(yīng)當(dāng)先接通電源，在釋放紙帶．如果先釋放紙帶后接通電源，有可能會(huì)出現(xiàn)小車已經(jīng)拖動(dòng)紙帶運(yùn)動(dòng)一段距離，電源才被接通，那么紙帶上只有很小的一段能打上點(diǎn)，大部分紙帶沒有打上點(diǎn)，紙帶的利用率太低．
（3）根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)中中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度等于該過程中的平均速度，可以求出打下D點(diǎn)時(shí)小車的瞬時(shí)速度，根據(jù)逐差法可以算出小車的加速度．
（4）根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律特點(diǎn)△x=aT²可以判斷小車的運(yùn)動(dòng)情況．

解答：解：（1）打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是一種計(jì)時(shí)儀器，他使用的是交流電源，電源的頻率為50Hz，它們的打點(diǎn)周期和所使用電源周期相同為0.02s．
（2）如果先釋放紙帶后接通電源，有可能會(huì)出現(xiàn)小車已經(jīng)拖動(dòng)紙帶運(yùn)動(dòng)一段距離，電源才被接通，那么紙帶上只有很小的一段能打上點(diǎn)，大部分紙帶沒有打上點(diǎn)，紙帶的利用率太低；所以應(yīng)當(dāng)先接通電源，后讓紙帶運(yùn)動(dòng)，故A正確．
（3）計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的時(shí)間間隔為T=0.1s；
根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)中中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度等于該過程中的平均速度得：
vD=

xCE

2T

=

(5.20+5.99)cm

2×0.1s

=0.560m/s
根據(jù)勻變速運(yùn)動(dòng)規(guī)律△x=aT²可得：
s₆-s₃=3a₁T²
s₅-s₂=3a₂T²
s₄-s₁=3a₃T²
a=

a1+a2+a3

3

=

(s4+s5+s6)-(s1+s2+s3)

9T2

=

(5.99+6.80+7.62)cm-(3.62+4.38+5.20)cm

9×(0.1s)2

=0.801m/s²．
（4）BC．CD．DE，EF的加速度分別是0.79，0.81，0.80，0.81，可見加速度大小近似相等，故在誤差允許的范圍內(nèi)，小車做勻加速直線運(yùn)動(dòng)．
故答案為：（1）計(jì)時(shí)，50，交流電，0.02；（2）A；（3）v_D=0.560_m/s，a=0.801_m/s²；（4）運(yùn)動(dòng)規(guī)律：在誤差允許的范圍內(nèi)，小車做勻加速直線運(yùn)動(dòng)；理由：通過計(jì)算可知BC．CD．DE，EF的加速度分別是0.79，0.81，0.80，0.81，可見加速度大小近似相等，故在誤差允許的范圍內(nèi)，小車做勻加速直線運(yùn)動(dòng)．

點(diǎn)評(píng)：本題主要考查了打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的應(yīng)用以及根據(jù)紙帶求物體運(yùn)動(dòng)的速度、加速度等問題，要熟練掌握從紙帶上獲取小車速度、加速度的方法．