Question

10．某同學用如圖甲所示的實驗裝置研究勻變速直線運動．

實驗步驟如下：
A．安裝好實驗器材；
B．讓小車拖著紙帶運動，打點計時器在紙帶上打下一系列小點，重復幾次，選出一條點跡比較清晰的紙帶，從便于測量的點開始，每五個點取一個計數點，如圖乙中a、b、c、d等點；
C．測出x₁、x₂、x₃、…．
結合上述實驗步驟，請你繼續(xù)完成下列任務：
（1）實驗中，除打點計時器（含紙帶、復寫紙）、小車、一端附有滑輪的長木板、細繩、鉤碼、導線及開關外，在下列的儀器和器材中，必須使用的有AD．（填選項代號）
A．電壓合適的50Hz交流電源　B．電壓可調的直流電源　C．秒表　D．刻度尺　E．天平　F．重錘　G．彈簧秤　H．滑動變阻器
（2）實驗時釋放紙帶和接通電源的合理順序是B（填選項前的字母）．
A．先釋放紙帶，再接通電源
B．先接通電源，再釋放紙帶
（3）如果小車做勻加速運動，所得紙帶如圖乙所示，則x₁、x₂、x₃的關系是x₃-x₂=x₂-x₁，已知打點計時器打點的時間間隔是t，則打c點時小車的速度大小是$\frac{{x}_{2}+{x}_{3}}{10t}$．

Answer 1

分析 （1）結合實驗過程取記憶實驗所需的器材，特別是刻度尺是用來測量計數點之間的距離，可以解出平均速度或瞬時速度以及加速度；而實驗具體操作步驟的先后順序要在做實驗時注意體會；
（2）開始記錄時，應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
（3）紙帶實驗中，若紙帶勻變速直線運動，根據中間時刻速度等于一段過程中的平均速度可求出某點的瞬時速度，根據運動學公式△x=at²求得加速度．

解答 解：（1）AB、實驗使用的電源必須是交流電源，故A正確，B錯誤；
C、打點計時器本身就是計時的儀器，所以不需要秒表，故C錯誤刻
D、度尺要用來測量紙帶的點之間的距離，所以必須要有刻度尺，故D正確；
E、在處理紙帶求解速度與加速度的過程中，物體的質量不需要知道，所以不用天平測物體的質量，故E錯誤．
FGH、在本實驗中都不需要，故FGH錯誤
故選：AD
（2）開始記錄時，應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，不利于數據的采集和處理，會對實驗產生較大的誤差；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A錯誤，B正確．
（3）因為連續(xù)相等時間內的位移之差是一恒量，所以x₂-x₁=x₃-x₂，C點的速度v_C=$\frac{{x}_{2}+{x}_{3}}{10t}$
故答案為：（1）AD　       （2）B        （3）x₃-x₂=x₂-x₁，$\frac{{x}_{2}+{x}_{3}}{10t}$

點評 對于一些實驗操作細節(jié)，要通過親自動手實驗，才能體會具體操作細節(jié)的含義，并且在做實驗時體會得到的結果記憶深刻；
提高應用勻變速直線的規(guī)律以及推論解答實驗問題的能力，知道中間時刻速度等于一段過程中的平均速度，能根據運動學公式△x=at²求得加速度．