Question

5．小明与他的同伴在做探究小车速度随时间变化的规律的实验时，由于他的同伴不太明确该实验的目的及原理，他从实验室里借取了如下器材：
（1）下列哪些器材是多余的：②⑧．
①电磁打点计时器②天平③低压交流电源④细绳⑤纸带⑥小车⑦钩码⑧秒表⑨一端有滑轮的长木板
（2）为达到实验目的，还需要的器材是：刻度尺．
（3）（双选）在该实验中，下列说法中正确的是BC．
A．打点计时器应固定在长木板上，且靠近滑轮一端
B．开始实验时小车应靠近打点计时器一端
C．应先接通电源，待打点稳定后再释放小车
D．牵引小车的钩码个数越多越好
（4）如图所示，是做实验得到的一条纸带．打点计时器电源频率为50Hz，A、B、C、D、E、F、G是纸带上7个连续的点，根据纸带，回答下列问题：
①相邻两个点之间的时间间隔为0.02s
②点F由于不清晰而未画出，试根据纸带上的数据，推测EF点的距离为1.30cm
③打D点时纸带运动的速度v_D=0.50m/s；
④利用已经测出的四段长度，可得纸带运动的加速度a=5.0m/s²；

Answer 1

分析 根据实验的原理确定所需的器材，从而得出多余的器材和缺少的器材；
在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中应联系实际做实验的过程，结合注意事项：使小车停在靠近打点计时器处，接通电源，放开小车，让小车运动，断开电源由此可正确解答；
由电源的工作频率50Hz，即可求解时间间隔；
根据相等时间内，位移差相等，从而求出EF的长度；
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D点时小车的瞬时速度大小．
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．

解答 解：（1）（2）探究小车速度随时间变化的规律的实验中，不需要测量小车和钩码的质量，所以不需要天平，打点计时器可以记录时间，所以不需要秒表．所以多余的器材为：天平和秒表．实验中需测量点迹间的距离，所以缺少刻度尺．
（3）解：A、打点计时器应固定在长木板上，在固定滑轮的另一端，故A错误；
B、为了在纸带打更多的点，开始实验时小车应放在靠近打点计时器一端，故B正确；
C、打点计时器在使用时，为了使打点稳定，同时为了提高纸带的利用率，使尽量多的点打在纸带上，要应先接通电源，再放开纸带，故C正确；
D、钩码个数应适当，钩码个数少，打的点很密；钩码个数多，打的点少，都会带来实验误差，故D错误．
故选：BC
（4）解：①打点计时器电源频率为50Hz，相邻两个点之间的时间间隔为T=0.02s
②根据相等时间内，位移差相等，即DE-CD=EF-DE
则有EF的距离x_EF=1.30cm，
③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，
则v_D=$\frac{{x}_{CE}^{\;}}{2T}=\frac{0.009+0.0110}{0.04}m/s$=0.50m/s，
④AB的长度为0.50cm=0.0050m，BC的长度为0.70cm=0.0070m
△x=0.0070-0.0050=0.0020m
则加速度a=$\frac{△x}{{T}_{\;}^{2}}=\frac{0.0020}{0.0{2}_{\;}^{2}}m/{s}_{\;}^{2}$=5.0m/s²
故答案为：（1）②⑧（2）刻度尺      （3）BC     （4）0.02     1.30      0.50       5.0

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，知道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，明确相邻的相等时间内的位移之差为一个定值，在平时练习中要加强基础知识的理解与应用．