Question

17．某同学做“测匀变速直线运动的加速度”的实验装置如图所示．一小车放在水平长木板上，左侧拴有一细软线，跨过固定在木板边缘的滑轮与一重物相连，小车右侧与穿过电火花计时器的纸带相连，在重物牵引下，小车在木板上向左运动．

如图给出了电火花计时器在纸带上打出的一些计数点，相邻的两个计数点间还有4个点没画出，电火花计时器所用的交流电频率为50Hz．
（1）电磁打点计时器是一种能够按照相同的时间间隔，在纸带上连续打点的仪器，它使用交流（填“交流”或“直流”）电源，由学生电源供电．该实验中使用的电火花计时器工作电压为220V．
（2）实验中，除带滑轮的长木板、小车、细线、钩码、纸带外，还需选用的仪器是BD
A．停表　　　B．刻度尺      C．速度计      D．电火花计时器
（3）该同学进行了以下实验操作步骤，其中错误的步骤是AD
A．将打点计时器固定在长木板有滑轮一端，并接好电路
B．将纸带固定在小车尾部，并穿过打点计时器的限位孔
C．把一条细绳拴在小车上，细绳跨过定滑轮，下面吊着适当重的钩码
D．拉住纸带，将小车移到靠近打点计时器的一端后，放开纸带，再接通电源
（4）根据纸带可以计算各点的瞬时速度，现计算第2点的瞬时速度：v₂=0.396m/s，（结果取三位有效数字）
（5）求出小车的加速度为a=0.380m/s²．（结果取三位有效数字）

Answer 1

分析 打点计时器使用交流电源，结合实验的原理确定所需测量的物理量，从而确定所需的器材．根据实验的操作步骤以及注意事项确定错误的步骤．
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2的瞬时速度．
根据连续相等时间内的位移之差是一恒量，运用逐差法求出加速度．

解答 解：（1）打点计时器使用交流电源，电火花打点计时器的工作电压为220V．
（2）做“测匀变速直线运动的加速度”的实验，需要打点计时器，处理纸带时，需要用刻度尺测量点迹间的距离，由于打点计时器可以记录时间，不需要停表，速度可以通过点迹间距离和时间间隔求出，不需要速度计，故选：BD．
（3）A、打点计时器的固定端与滑轮不再同一端，故A错误．
B、将纸带固定在小车尾部，并穿过打点计时器的限位孔，故B正确．
C、把一条细绳拴在小车上，细绳跨过定滑轮，下面吊着适当重的钩码，故C正确．
D．拉住纸带，将小车移到靠近打点计时器的一端后，先接通电源，再放开纸带，故D错误．
本题选错误的，故选：AD．
（4）计数点2的瞬时速度为：${v}_{2}=\frac{{x}_{13}}{2T}=\frac{（3.77+4.15）×1{0}^{-2}}{0.2}$m/s=0.396m/s．
（5）根据△x=aT²，运用逐差法得：a=$\frac{{x}_{36}-{x}_{03}}{9{T}^{2}}$=$\frac{（4.53+4.91+5.29-3.39-3.77-4.15）×1{0}^{-2}}{9×0.01}$=0.380m/s²．
故答案为：（1）交流，220；（2）BD；（3）AD；（4）0.396；（5）0.380．

点评 解决本题的关键知道实验的原理，知道电磁打点计时器和电火花打点计时器的区别．以及掌握纸带的处理方法，会通过纸带求解瞬时速度和加速度．