Question

（1）在《測定勻變速直線運(yùn)動的加速度》實驗中，紙帶的E端與小車連接，得到如圖所示的一條紙帶．已知打點計時器打點的時間間隔為0.02s，紙帶上的各個點均為計數(shù)點（相鄰兩個計數(shù)點之間還有四個點圖中未畫出）．用毫米刻度尺測量從某點O（O點圖中未畫出）到 A、B、C、D、E各點的距離依次是（單位為cm）：3.00、3.30、3.80、4.50、5.40．
則實驗中小車的加速度大小是______m/s²，加速度方向是從C點指向______（填B或D）點．打點計時器打下C點時小車的速度大小為______m/s．

（2）某同學(xué)用如圖所示的裝置測定重力加速度，
①電火花計時器的工作電壓為______，頻率為______．
②打出的紙帶如圖所示，實驗時紙帶的______端應(yīng)和重物相連接．（選填“甲”或“乙”）
③由紙帶所示數(shù)據(jù)可算出實驗時的加速度為______m/s²．
④當(dāng)?shù)氐闹亓�加速度�?shù)值為9.8m/s²，請列出測量值與當(dāng)?shù)刂亓�加速度的值有差異的一個原因：______．

Answer 1

解：（1）由于計時器打點的時間間隔為0.02s，相鄰兩個計數(shù)點之間還有四個點圖中未畫出，所以相鄰兩個計數(shù)點之間的時間間隔為0.1s．
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：x_CD-x_AB=2a₁T²，x_DE-x_BC=2a₂T²，為了更加準(zhǔn)確的求解加速度，
我們對兩個加速度取平均值得：a=（a₁+a₂），解得：a=-0.2m/s²，
相鄰的計數(shù)點的間距逐漸增大，所以紙帶做加速運(yùn)動，所以速度方向與加速度方向相同．
由于先打出A點，依次打出B、C、D等，所以運(yùn)動方向為從C點指向B點，所以小車加速度方向是從C點指向B點．
根據(jù)勻變速直線運(yùn)動中時間中點的速度等于該過程中的平均速度，v_C==0.06m/s．
（2）①電火花計時器的工作電壓為220v，頻率為50Hz，打點周期是0.02 s．
②從圖上看出，從乙端往甲端，相鄰的計數(shù)點距離越來越大，也就說明紙帶速度越來越大．
由于重物下落速度逐漸變大，所以打點計時器先打出9點，而與重物相連的紙帶一端在實驗時是處于下端，也就是計時器先打點的位置，所以紙帶的乙端與重物相連．
③根據(jù)運(yùn)動學(xué)公式得：△x=gt²，
重力加速度g==m/s²=9.4m/s²．
④當(dāng)?shù)氐闹亓�加速度�?shù)值為9.8m/s²，大于實驗測出的加速度，所以重物下落過程中除了重力還受到了向上的阻力，這個阻力主要是重物與紙帶受到摩擦阻力和空氣阻力．
故答案為：（1）0.2；b；0.06；（2）①220V；50Hz；②乙；③9.4；④紙帶與打點計時器間有摩擦力作用和重物受空氣阻力作用．
分析：（1）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，根據(jù)勻變速直線運(yùn)動中時間中點的速度等于該過程中的平均速度，可以求出打紙帶上C點時小車的瞬時速度大小．
（2）了解實驗的裝置和工作原理．
清楚重物的運(yùn)動過程和速度的變化，再判斷紙帶的哪一段與重物相連．
若紙帶勻變速直線運(yùn)動，測得紙帶上的點間距，利用勻變速直線運(yùn)動的推論，可計算出打出某點時紙帶運(yùn)動的加速度．
點評：要提高應(yīng)用勻變速直線的規(guī)律以及推論解答實驗問題的能力，在平時練習(xí)中要加強(qiáng)基礎(chǔ)知識的理解與應(yīng)用．
對于紙帶數(shù)據(jù)的處理，要注重勻變速直線運(yùn)動規(guī)律的應(yīng)用．
要注意實際操作時哪些問題的存在對實驗具有影響，從動力學(xué)角度加以分析．