Question

20．甲乙兩同學(xué)做“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”實(shí)驗(yàn)，甲同學(xué)寫下如下實(shí)驗(yàn)步驟：
A．在桌面上放好長木板，在無滑輪的一端固定電磁打點(diǎn)計(jì)時器，將紙帶固定在小車上，并使紙帶穿過電磁打點(diǎn)計(jì)時器的限位孔．
B．用細(xì)線的一端拴住小車，細(xì)線的另一端跨過木板上的定滑輪掛上鉤碼，將小車放在靠近電磁打點(diǎn)計(jì)時器一端的木板上．
C．用導(dǎo)線將電磁打點(diǎn)計(jì)時器接在6V直流電源上．
D．放開小車，讓小車運(yùn)動后再合上電鍵，使電磁打點(diǎn)計(jì)時器打點(diǎn)．
E．打開電鍵，取下紙帶，測量和分析紙帶．
（1）乙同學(xué)檢查了甲同學(xué)擬定的實(shí)驗(yàn)步驟，發(fā)現(xiàn)有兩處錯誤．請你代乙同學(xué)找出并糾正甲同學(xué)的錯誤：
錯誤1：電磁打點(diǎn)計(jì)時器不能接直流電源而應(yīng)接6V交流電源；
錯誤2：應(yīng)先合上電鍵再放開小車而不是先放開小車再合上電鍵．
（2）糾正錯誤后，兩同學(xué)順利得到了正確的紙帶，如圖所示，紙帶上AA、B、C、D、E、F、G是7個計(jì)數(shù)點(diǎn)，每相鄰2個計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個點(diǎn)未畫出．已知電磁打點(diǎn)計(jì)時器使用的電源頻率為50Hz，用毫米刻度尺測量的數(shù)據(jù)已標(biāo)記在圖上，則小車運(yùn)動的加速度為0.81m/s²；打點(diǎn)D時刻小車的速度為0.56m/s；（以上兩空均保留兩位有效數(shù)字）

Answer 1

分析 明確實(shí)驗(yàn)原理，知道打點(diǎn)計(jì)時器的使用方法；
根據(jù)勻變速直線運(yùn)動中中間時刻的速度等于該過程中的平均速度，可以求出打紙帶上A點(diǎn)時小車的瞬時速度大小，根據(jù)勻變速直線運(yùn)動的推論公式△x=aT²可以求出加速度的大�。�

解答 解：（1）電磁打點(diǎn)計(jì)時器是根據(jù)交變電流的電流方向隨時間迅速改變而工作的，故應(yīng)該接交變電流；
為增加打點(diǎn)個數(shù)，應(yīng)該先接通電源后釋放小車；
（2）根據(jù)勻變速直線運(yùn)動的推論公式△x=aT²可以求出加速度的大小，
得：x₄-x₁=3a₁T²
x₅-x₂=3a₂T²
x₆-x₃=3a₃T²
為了更加準(zhǔn)確的求解加速度，我們對三個加速度取平均值
得：a=$\frac{1}{3}$（a₁+a₂+a₃）
代入數(shù)據(jù)解得a=0.81m/s²．
根據(jù)勻變速直線運(yùn)動中中間時刻的速度等于該過程中的平均速度，所以：
vD=$\frac{CE}{2T}$=$\frac{（5.20+5.99）×1{0}^{-2}}{0.1×2}$=0.56m/s；
故答案為：（1）電磁打點(diǎn)計(jì)時器不能接直流電源，而應(yīng)該接6V交流電源，應(yīng)先合上電鍵再放開小車，而不是先放開小車再合上電源，
（2）0.81；0.56；

點(diǎn)評 本題關(guān)鍵明確實(shí)驗(yàn)操作的步驟，知道用紙帶求解速度和加速度的方法；并明確如何可以減小實(shí)驗(yàn)誤差，同時在計(jì)算中要注意單位的換算．