Question

5．小明同学利用图（a）所示的实验装置探究“物块速度随时间变化的关系”．物块放在木板上，细绳的一端与物块相连，另一端跨过滑轮挂上钩码．打点计时器固定在木板右端，所用电源频率为50Hz．纸带穿过打点计时器连接在物块上．实验中，物块在钩码的作用下拖着纸带运动．打点计时器打出的纸带如图（b）所示．

（1）在本实验中，下列操作正确的是BC
A．电磁打点计时器使用的是低压直流电源
B．打点前，物块应靠近打点计时器，要先接通电源，再释放物块
C．打出的纸带，要舍去纸带上密集的点，然后再选取计数点
D．钩码的总质量要远小于物块的质量
（2）图（b）为小明同学在实验中打出的一条纸带，由图中的数据可求得（结果保留两位有效数字）
①打纸带上计数点C时该物块的速度为1.1m/s；
②该物块的加速度为4.0m/s²；
③打纸带上计数点E时该物块的速度为1.9m/s．

Answer 1

分析 了解打点计时器的工作原理，电源频率是50Hz，相邻计时点的时间间隔为0.02s．能够熟练使用打点计时器便能正确解答该题；
根据匀变速直线运动中中间时刻的速度等于该过程中的平均速度，可以求出打纸带上A点时小车的瞬时速度大小，根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT²可以求出加速度的大小．

解答 解：（1）A、电磁打点计时器使用的是6V以下的交流电源，故A错误；
B、为了提高纸带的利用率，在释放小车前，小车要靠近打点计时器，这样可以尽量在纸带上多打点，为了提高纸带的利用率，同时为了使打点更稳定，减小误差，要先接通电源，待计时器开始打点再释放小车，故B正确；
C、纸带上密集点测量时误差较大，故要舍去，故C正确；
D、探究“物块速度随时间变化的关系”，因此钩码的总质量与物块的质量没有要求，故D错误；
（2）根据匀变速直线运动中中间时刻的速度等于该过程中的平均速度，所以：v_C=$\frac{{x}_{AE}}{4T}$=$\frac{0.44}{0.4}$=1.1m/s；
根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT²可以求出加速度的大小，
得：a=$\frac{{x}_{CE}-{x}_{AC}}{4{T}^{2}}$
代入数据解得a=$\frac{0.44-0.14-0.14}{4×0．{1}^{2}}$=4.0m/s²．
根据匀变速直线运动中中间时刻的速度等于该过程中的平均速度，所以：v_D=$\frac{{x}_{CE}}{2T}$=$\frac{0.44-0.14}{2×0.1}$m/s=1.5m/s；
v_G=v_D+a×T=1.5+4.0×0.1=1.9m/s；
故答案为：（1）BC；（2）1.1，4.0，1.9．

点评 对于基本实验仪器不光要了解其工作原理，还要从实践上去了解它，自己动手去实际操作，达到熟练使用的程度；
本题关键明确实验操作的步骤，知道用纸带求解速度和加速度的方法，基础题．