Question

18．某同學(xué)進行“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”實驗時，
（1）下列說法正確的是BD
A．電磁式打點計時器使用220v交流電源
B．先閉合電源開關(guān)，讓打點計時器正常工作時，再拖動紙帶
C．紙帶上的打點密集說明，紙帶運動速度較大
D．從紙帶上能看清的點開始選擇計數(shù)點，并測量處理數(shù)據(jù)
（2）已知計時器打點的時間間隔為0.02s，該同學(xué)按打點先后順序每隔4個點取1個計數(shù)點，得到了O、A、B、C、D等幾個計數(shù)點，如圖1所示，用刻度尺量得OA=1.50cm、AB=1.90cm、BC=2.30cm、CD=2.70cm．由此可知，打C點時紙帶的速度大小為0.25m/s．紙帶運動的加速度大小為0.4m/s²．
（3）另一同學(xué)利用如圖2所示的裝置測定導(dǎo)軌上滑塊運動的加速度，滑塊上安裝了寬度為d的遮光板．滑塊在牽引力作用下先后通過兩個光電門A、B，配套的數(shù)字毫秒計（圖中未畫出）記錄了遮光板通過第一個光電門A的時間為△t₁，則滑塊通過第一個光電門的速度表達式為v_A=$\frac1xrgy90{△{t}_{1}}$．若已知滑塊通過兩光電門速度分別為v_A、v_B，兩個光電門A、B間距離為L，則滑塊的加速度表達式為α=$\frac{{v}_{B}^{2}-{v}_{A}^{2}}{2L}$．

Answer 1

分析 紙帶實驗中，若紙帶勻變速直線運動，測得紙帶上的點間距，利用勻變速直線運動的推論，可計算出打出某點時紙帶運動的瞬時速度和加速度．光電門測量滑塊瞬時速度的原理是遮光條通過光電門的速度可以用平均速度代替即v=$\frac4oy61i6{v}$，再根據(jù)運動學(xué)公式即可求出物體的加速度a．

解答 解：（1）A、電磁打點計時器應(yīng)用低壓交流電源，故A錯誤．
B、先閉合電源開關(guān)，讓打點計時器正常工作時，拖動紙帶，故B正確．
C、紙帶上的打點密集說明，紙帶運動速度較�。�因為在相等的時間內(nèi)位移較小，故C錯誤．
D、從紙帶上能看清的點開始選擇計數(shù)點，并測量處理數(shù)據(jù)，故D正確．
故選：BD．
（2）每隔4個點取1個計數(shù)點，則相鄰兩個計數(shù)點之間的時間間隔T=0.1s，
由于相鄰的計數(shù)點的位移之差相等，△x=0.4cm，所以紙帶做勻加速直線運動．利用勻變速直線運動的推論有：
v_c=$\frac{{x}_{BD}}{{t}_{BD}}$=$\frac{0.023+0.027}{0.2}$=0.25m/s．
根據(jù)a=$\frac{△x}{{T}^{2}}$得：a=$\frac{0.004}{0.01}$=0.4m/s²
（2）由于遮光板通過光電門的時間很短，可以認為滑塊在這很短的時間內(nèi)做勻速運動，也就是說用這段時間內(nèi)的平均速度代表瞬時速度，則有v_A=$\frackyt1gzt{△{t}_{1}}$，
根據(jù)2aL=v_B²-v_A²
解得：a=$\frac{{v}_{B}^{2}-{v}_{A}^{2}}{2L}$
故答案為：（1）BD；（2）0.25；0.4；（3）$\fractk46emb{△{t}_{1}}$；$\frac{{v}_{B}^{2}-{v}_{A}^{2}}{2L}$

點評 能夠清楚該實驗的工作原理和實驗步驟．知道相鄰兩個計數(shù)點之間的時間間隔．
紙帶問題的處理時力學(xué)實驗中常見的問題，計算要注意單位的換算．