Question

15．某同學(xué)仿照“探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律”這一實(shí)驗(yàn)，利用如圖1所示的裝置測(cè)量重物做自由落體運(yùn)動(dòng)的加速度．

（1）對(duì)該實(shí)驗(yàn)裝置及其操作的要求，下列說(shuō)法正確的是：ABDF
A．電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器應(yīng)接6V交流電源
B．打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的兩個(gè)限位孔應(yīng)在同一條豎直線上
C．重物最好選用密度較小的材料，如泡沫塑料
D．開(kāi)始時(shí)應(yīng)使重物靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器處并保持靜止
E．操作時(shí)，應(yīng)先放開(kāi)紙帶后接通電源
F．為了減小誤差，應(yīng)重復(fù)多次實(shí)驗(yàn)，在打出的紙帶中挑選一條最清晰的．
G．為了便于測(cè)量，一定要找到打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下的第一個(gè)點(diǎn)，并選取其以后各連續(xù)的點(diǎn)作為計(jì)數(shù)點(diǎn)．
（2）圖2是某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中得到的一條較為理想的紙帶．把開(kāi)頭幾個(gè)模糊不清的點(diǎn)去掉，以較清晰的某一個(gè)點(diǎn)作為計(jì)數(shù)點(diǎn)O，隨后每打3個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)依次標(biāo)記為點(diǎn)A、B、C、D．測(cè)量出各點(diǎn)間的距離已標(biāo)在紙帶上．求打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出點(diǎn)B時(shí)重物的瞬時(shí)速度為1.18m/s，物體做自由落體運(yùn)動(dòng)的加速度的值約為9.60m/s²．（本題計(jì)算結(jié)果保留3位有效數(shù)字）
（3）如果當(dāng)時(shí)這個(gè)同學(xué)選用電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，那么做實(shí)驗(yàn)的這個(gè)同學(xué)應(yīng)選用的電源為220V．

Answer 1

分析 打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是利用交流電的電流方向隨時(shí)間迅速改變而工作的；當(dāng)交流電的頻率為50Hz時(shí)，每隔0.02s打一次電．
根據(jù)某段時(shí)間內(nèi)的平均速度等于中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度求出點(diǎn)2的瞬時(shí)速度，根據(jù)連續(xù)相等時(shí)間內(nèi)的位移之差是一恒量求出自由落體運(yùn)動(dòng)的加速度．

解答 解：（1）A．電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器應(yīng)該接在6V交流電源上，故A正確．
B．打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的兩個(gè)限位孔應(yīng)在同一豎直線上，以減小摩擦力的影響，故B正確．
C．重物最好選用密度較大的材料，來(lái)減小阻力的影響，故C錯(cuò)誤．
D．開(kāi)始時(shí)應(yīng)使重物靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器處并保持靜止，先接通電源，再釋放紙帶，故D正確，E錯(cuò)誤．
F．為了減小誤差，應(yīng)重復(fù)實(shí)驗(yàn)多次，在打出的紙帶中挑選一條最清晰的，故F正確．
G．為了便于測(cè)量，從點(diǎn)跡清晰的點(diǎn)開(kāi)始取點(diǎn)，并選取其以后各連續(xù)的點(diǎn)作為計(jì)數(shù)點(diǎn)，故G錯(cuò)誤．
故選：ABDF．
（2）每打3個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，所以相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔T=0.06s，
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_B=$\frac{0.159-0.018}{2×0.06}$=1.18 m/s，
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：a=$\frac{0.282-0.072-0.072}{{（2×0.06）}^{2}}$=9.60m/s²．
（3）如果當(dāng)時(shí)這個(gè)同學(xué)選用電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，那么做實(shí)驗(yàn)的這個(gè)同學(xué)應(yīng)選用的電源為220V．
故答案為：（1）ABDF；（2）1.18，9.60；（3）220V

點(diǎn)評(píng) 要提高應(yīng)用勻變速直線的規(guī)律以及推論解答實(shí)驗(yàn)問(wèn)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．