Question

10．小明同学利用图（a）所示的实验装置探究“物块速度随时间变化的关系”．物块放在木板上，细绳的一端与物块相连，另一端跨过滑轮挂上钩码．打点计时器固定在木板右端，所用电源频率为50Hz．纸带穿过打点计时器连接在物块上．实验中，物块在钩码的作用下拖着纸带运动．打点计时器打出的纸带如图（b）所示．
如图所示，小车拖动纸带通过打点计时器打出的一条纸带，A、B、C、D、E为我们在纸带上所选的计数点，相邻计数点之间有4个点没有画出来：

（1）在本实验中，下列操作正确的是BC
A．电磁打点计时器使用的是低压直流电源
B．打点前，物块应靠近打点计时器，要先接通电源，再释放物块
C．打出的纸带，要舍去纸带上密集的点，然后再选取计数点
D．钩码的总质量要远小于物块的质量
（2）打点计时器打下B点时瞬时速度v_B=0.26m/s；v_C=0.30m/s；v_D=0.34m/s
（3）v_A=0.22m/s；v_E=0.38m/s
（4）小车加速度a=0.40m/s²．

Answer 1

分析 了解打点计时器的工作原理，电源频率是50Hz，相邻计时点的时间间隔为0.02s．能够熟练使用打点计时器便能正确解答该题；
根据匀变速直线运动中中间时刻的速度等于该过程中的平均速度，可以求出打纸带上A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）A、电磁打点计时器使用的是6V以下的交流电源，故A错误；
B、为了提高纸带的利用率，在释放小车前，小车要靠近打点计时器，这样可以尽量在纸带上多打点，为了提高纸带的利用率，同时为了使打点更稳定，减小误差，要先接通电源，待计时器开始打点再释放小车，故B正确；
C、纸带上密集点测量时误差较大，故要舍去，故C正确；
D、探究“物块速度随时间变化的关系”，因此钩码的总质量与物块的质量没有要求，故D错误；
故选：BC；
（2）根据匀变速直线运动中中间时刻的速度等于该过程中的平均速度，所以：
${v_B}=\frac{AC}{2T}=\frac{0.052m}{0.2s}=0.26m/s$，
${v_C}=\frac{BD}{2T}=\frac{0.084m-0.024m}{0.2s}=0.30m/s$，
${v_D}=\frac{CE}{2T}=\frac{0.120m-0.052m}{0.2s}=0.34m/s$；
（3）（4）速度每间隔0.1s增加0.04m/s，根据加速度的定义，a=$\frac{△v}{△t}=\frac{0.04m/s}{0.1s}=0.40m/{s}^{2}$，
对AB过程，根据速度时间关系公式，有：v_B=v_A+aT，解得：v_A=v_B-aT=0.26-0.4×0.1=0.22m/s；
对DE过程，根据速度时间关系公式，有：v_E=v_D+aT=0.34+0.4×0.1=0.38m/s；
故答案为：（1）BC；（2）0.26m/s，0.30m/s，0.34m/s；（3）0.22m/s，0.38m/s；（4）0.40．

点评 对于基本实验仪器不光要了解其工作原理，还要从实践上去了解它，自己动手去实际操作，达到熟练使用的程度；
本题关键明确实验操作的步骤，知道用纸带求解速度和加速度的方法，基础题．