Question

14．小明與他的同伴在做探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律的實(shí)驗(yàn)時(shí)，由于他的同伴不太明確該實(shí)驗(yàn)的目的及原理，他從實(shí)驗(yàn)室里借取了如下器材：
（1）下列哪些器材是多余的：②、⑧
①電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器②天平③低壓交流電源④細(xì)繩⑤紙帶⑥小車⑦鉤碼⑧秒表⑨一端有滑輪的長木板
（2）為達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康�，還需要的器材是：刻度尺
（3）（雙選）在該實(shí)驗(yàn)中，下列說法中正確的是BC
A．打點(diǎn)計(jì)時(shí)器應(yīng)固定在長木板上，且靠近滑輪一端
B．開始實(shí)驗(yàn)時(shí)小車應(yīng)靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器一端
C．應(yīng)先接通電源，待打點(diǎn)穩(wěn)定后再釋放小車
D．牽引小車的鉤碼個(gè)數(shù)越多越好
（4）實(shí)驗(yàn)得到的一條紙帶如圖所示．打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源頻率為50Hz，其中相鄰的兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)還有4個(gè)點(diǎn)未畫出，則根據(jù)紙帶，回答下列問題：
①相鄰兩個(gè)點(diǎn)之間的時(shí)間間隔為s
②根據(jù)紙帶上的數(shù)據(jù)，則計(jì)數(shù)點(diǎn)1、3時(shí)小車對(duì)應(yīng)的速度分別為：v₁=0.36m/s；v₃=0.43m/s．
③據(jù)此可求出小車從1到3計(jì)數(shù)點(diǎn)內(nèi)的加速度為a=0.35m/s²．（本題所有計(jì)算結(jié)果均保留兩位小數(shù)）

Answer 1

分析 （1、2）根據(jù)實(shí)驗(yàn)的步驟，結(jié)合實(shí)驗(yàn)的原理確定實(shí)驗(yàn)所需的器材，知道打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的是交流電壓，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器可以測量時(shí)間，不需要秒表，在該實(shí)驗(yàn)中不需要測量小車的質(zhì)量，不需要天平；
（3）在“探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中應(yīng)聯(lián)系實(shí)際做實(shí)驗(yàn)的過程，結(jié)合注意事項(xiàng)：使小車停在靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器處，接通電源，放開小車，讓小車運(yùn)動(dòng)，斷開電源由此可正確解答．
（4）根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)中時(shí)間中點(diǎn)的速度等于該過程中的平均速度，可以求出打紙帶上1、3點(diǎn)時(shí)小車的瞬時(shí)速度大小．根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論公式△x=aT²可以求出加速度的大�。�

解答 解：（1）在探究小車速度隨時(shí)間變化規(guī)律的實(shí)驗(yàn)中，具體的實(shí)驗(yàn)步驟為：
①木板平放，并使滑輪伸出桌面，把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定，連接好電路，（此步驟所需器材帶滑輪長木板、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、復(fù)寫紙、導(dǎo)線）
②穿紙帶；掛鉤碼，（此步驟所需器材紙帶、鉤碼、細(xì)繩）
③先接通電源，然后放開小車，讓小車拖著紙帶運(yùn)動(dòng)，打完一條后立即關(guān)閉電源，（此步驟所需器材小車）
④換紙帶，加鉤碼，再做二次．
⑤處理紙帶，解出某位置的速度和運(yùn)動(dòng)過程的加速度．（在處理紙帶時(shí)需要用刻度尺處理計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的距離）
從以上步驟可以看出實(shí)驗(yàn)中多余的是天平、秒表，即為②、⑧．
（2）為達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康模�還需要的器材是：刻度尺；
（3）A、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器應(yīng)固定在長木板上，在固定滑輪的另一端，故A錯(cuò)誤；
B、為了在紙帶打更多的點(diǎn)，開始實(shí)驗(yàn)時(shí)小車應(yīng)放在靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器一端，故B正確；
C、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在使用時(shí)，為了使打點(diǎn)穩(wěn)定，同時(shí)為了提高紙帶的利用率，使盡量多的點(diǎn)打在紙帶上，要應(yīng)先接通電源，再放開紙帶，故C正確；
D、鉤碼個(gè)數(shù)應(yīng)適當(dāng)，鉤碼個(gè)數(shù)少，打的點(diǎn)很密；鉤碼個(gè)數(shù)多，打的點(diǎn)少，都會(huì)帶來實(shí)驗(yàn)誤差，故D錯(cuò)誤．
（4）①相鄰的兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為T=0.1s
②根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)中時(shí)間中點(diǎn)的速度等于該過程中的平均速度，
得：v₁=$\frac{{x}_{02}}{2T}$=$\frac{3.39+3.77}{0.2}×1{0}^{-2}$m/s=0.36m/s
v₃=$\frac{{x}_{24}}{2T}$=$\frac{4.15+4.53}{0.2}×1{0}^{-2}$m/s=0.43m/s
③根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論公式△x=aT²可以求出加速度的大小，
得：x₄-x₂=2a₁T² 
x₃-x₁=2a₂T²
為了更加準(zhǔn)確的求解加速度，我們對(duì)兩個(gè)加速度取平均值
得：a=$\frac{1}{2}$（a₁+a₂）
即小車運(yùn)動(dòng)的加速度計(jì)算表達(dá)式為：a=$\frac{{x}_{4}+{x}_{3}-{x}_{2}-{x}_{1}}{4{T}^{2}}$
解得：a=0.35m/s²
故答案為：（1）②、⑧；（2）刻度尺； （3）BC；
（4）①0.1；②0.36，0.43； ③0.35．

點(diǎn)評(píng) （1、2）本題考查了實(shí)驗(yàn)器材的選擇，關(guān)鍵知道實(shí)驗(yàn)的原理和步驟，要加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)的實(shí)際操作，不能單憑背實(shí)驗(yàn)來解答實(shí)驗(yàn)問題．
（3）本題比較簡單，考查了基本儀器的使用和基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)的操作細(xì)節(jié)，對(duì)于基礎(chǔ)知識(shí)，平時(shí)訓(xùn)練不可忽略，要在練習(xí)中不斷加強(qiáng)；
（4）本題考查學(xué)生利用勻變速直線的規(guī)律以及推論解答實(shí)驗(yàn)問題的能力，在平時(shí)練習(xí)中要加強(qiáng)基礎(chǔ)知識(shí)的理解與應(yīng)用，提高解決問題能力．