Question

7．在研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)中，請(qǐng)完成如下問(wèn)題：
（1）打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是實(shí)驗(yàn)室的重要器材．打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的打點(diǎn)周期取決于交流電的頻率，則每隔0.02秒打一個(gè)點(diǎn)．打點(diǎn)計(jì)時(shí)器工作時(shí)使用的電源是交流（選填：“直流”或“交流”）電源；電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電壓為6伏，電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電壓為220伏．
（2）用一端裝有定滑輪的長(zhǎng)木板，小車、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器（頻率為50Hz）、鉤碼、紙帶、細(xì)線組成如圖（a）．所示的裝置，鉤碼拉動(dòng)小車，小車做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，得到如圖（b）．所示的一條紙帶，紙帶中相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間有四個(gè)點(diǎn)未畫(huà)出．
①在這一實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)操作了以下實(shí)驗(yàn)步驟，其中有明顯錯(cuò)誤的步驟是DE（填寫字母）
A．將打點(diǎn)計(jì)時(shí)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(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的限位孔．
C．把一條細(xì)繩拴在小車上，細(xì)繩跨過(guò)定滑輪，下面吊著適當(dāng)重的鉤碼．
D．將小車移至靠近定滑輪處
E．放開(kāi)紙帶，再接通電源．
②如圖（b），用毫米刻度尺測(cè)量得：AB=4.56cm、AC=12.16cm、AD=22.52cm、AE=36.06cm，則：打C點(diǎn)時(shí)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(diǎn)計(jì)時(shí)器和電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的工作電壓、工作原理即可正確解答；同時(shí)要熟練使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器進(jìn)行有關(guān)的操作．
（2）探究小車速度隨時(shí)間變化的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)，所需的實(shí)驗(yàn)器材應(yīng)該從實(shí)驗(yàn)的過(guò)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(shí)驗(yàn)情況總結(jié)得出．
根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)中時(shí)間中點(diǎn)的速度等于該過(guò)程中的平均速度，可以求出打紙帶上C點(diǎn)時(shí)小車的瞬時(shí)速度大�。�

解答 解：（1）打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是一種使用交流電源的計(jì)時(shí)儀器，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的打點(diǎn)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(gè)點(diǎn)．電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的工作電壓是交流6V，電火花計(jì)時(shí)器的工作電壓是交流220V．
（2）①其中有明顯錯(cuò)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(yùn)動(dòng)的距離很小，即在紙帶上打下的點(diǎn)也很少．不利于數(shù)據(jù)的處理，故D錯(cuò)誤
E：開(kāi)始記錄時(shí)，應(yīng)先給打點(diǎn)計(jì)時(shí)器通電打點(diǎn)，然后釋放紙帶讓紙帶（隨物體）開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，如果先放開(kāi)紙帶開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，再接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)時(shí)器的電源，由于重物運(yùn)動(dòng)較快，不利于數(shù)據(jù)的采集和處理，會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生較大的誤差；同時(shí)先打點(diǎn)再釋放紙帶，可以使打點(diǎn)穩(wěn)定，提高紙帶利用率，可以使紙帶上打滿點(diǎn)，故E錯(cuò)誤
故選：DE．
②由于兩個(gè)相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有4個(gè)點(diǎn)沒(méi)畫(huà)出，所以相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔T=0.1s．
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(guò)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(yùn)動(dòng)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(diǎn)評(píng) 對(duì)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(shí)踐上去了解它，自己動(dòng)手去做做，以加強(qiáng)基本儀器的了解和使用．
本題考查了實(shí)驗(yàn)的具體操作細(xì)節(jié)，要加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)的實(shí)際操作，不能單憑背實(shí)驗(yàn)來(lái)解答實(shí)驗(yàn)問(wèn)題．