Question

7．在研究勻變速直線運動實驗中，請完成如下問題：
（1）打點計時器是實驗室的重要器材．打點計時器的打點周期取決于交流電的頻率，則每隔0.02秒打一個點．打點計時器工作時使用的電源是交流（選填：“直流”或“交流”）電源；電磁打點計時器的電壓為6伏，電火花打點計時器的電壓為220伏．
（2）用一端裝有定滑輪的長木板，小車、打點計時器（頻率為50Hz）、鉤碼、紙帶、細線組成如圖（a）．所示的裝置，鉤碼拉動小車，小車做勻加速直線運動，得到如圖（b）．所示的一條紙帶，紙帶中相鄰兩個計數(shù)點之間有四個點未畫出．
①在這一實驗中，某同學(xué)操作了以下實驗步驟，其中有明顯錯誤的步驟是DE（填寫字母）
A．將打點計時器固定在平板上，并接好電路．
B．將紙帶固定在小車尾部，并穿過打點計時器的限位孔．
C．把一條細繩拴在小車上，細繩跨過定滑輪，下面吊著適當重的鉤碼．
D．將小車移至靠近定滑輪處
E．放開紙帶，再接通電源．
②如圖（b），用毫米刻度尺測量得：AB=4.56cm、AC=12.16cm、AD=22.52cm、AE=36.06cm，則：打C點時小車的速度大小為0.898 m/s；小車的加速度為2.94 m/s²．（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）

Answer 1

分析 （1）了解電磁打點計時器和電火花打點計時器的工作電壓、工作原理即可正確解答；同時要熟練使用打點計時器進行有關(guān)的操作．
（2）探究小車速度隨時間變化的關(guān)系的實驗，所需的實驗器材應(yīng)該從實驗的過程和步驟去考慮；接通電源與釋放紙帶（或物體）的先后順序根據(jù)實驗情況總結(jié)得出．
根據(jù)勻變速直線運動的推論公式x_m-x_n=（m-n）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C點時小車的瞬時速度大�。�

解答 解：（1）打點計時器是一種使用交流電源的計時儀器，打點計時器的打點周期取決于交流電的頻率，
若交流電的頻率是50Hz，那么它每隔0.02 s打一個點．電磁打點計時器的工作電壓是交流6V，電火花計時器的工作電壓是交流220V．
（2）①其中有明顯錯誤的步驟是：
D：將小車移至靠近定滑輪處，那么小車在水平面上運動的距離很小，即在紙帶上打下的點也很少．不利于數(shù)據(jù)的處理，故D錯誤
E：開始記錄時，應(yīng)先給打點計時器通電打點，然后釋放紙帶讓紙帶（隨物體）開始運動，如果先放開紙帶開始運動，再接通打點計時時器的電源，由于重物運動較快，不利于數(shù)據(jù)的采集和處理，會對實驗產(chǎn)生較大的誤差；同時先打點再釋放紙帶，可以使打點穩(wěn)定，提高紙帶利用率，可以使紙帶上打滿點，故E錯誤
故選：DE．
②由于兩個相鄰的計數(shù)點之間還有4個點沒畫出，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，
v_C=$\frac{{x}_{BD}}{{t}_{BD}}$=$\frac{0.2252-0.0456}{0.2}$=0.898m/s
根據(jù)勻變速直線運動的推論公式x_m-x_n=（m-n）aT²，
得：a=$\frac{{x}_{CE}-{x}_{AC}}{（2T）^{2}}$=$\frac{0.3606-0.1216-0.1216}{0．{2}^{2}}$=2.94 m/s²．
故答案為：（1）交流電的頻率，0.02，交流，6，220；
（2）①DE；②0.898； 2.94；

點評 對于基本儀器的使用和工作原理，我們不僅從理論上學(xué)習(xí)它，還要從實踐上去了解它，自己動手去做做，以加強基本儀器的了解和使用．
本題考查了實驗的具體操作細節(jié)，要加強實驗的實際操作，不能單憑背實驗來解答實驗問題．