Question

20．某同学在完成“探究小车速度随时间变化的规律”的实验后，设计了以下问题，请回答：
（1）图1，在该实验中，除了电磁打点计时器、纸带、一端有滑轮的长木板、小车、钩码之外，还需要的器材有BDF
A、4-6v的直流电源； B、4-6v的交流电源； C、220v的交流电源；  D、复写纸；E、墨粉纸盘；F、毫米刻度尺
（2）关于该实验的操作，下列说法中正确的是BC
A．打点计时器应固定在长木板上，且靠近滑轮一端
B．开始实验时小车应靠近打点计时器一端
C．应先接通电源，待打点稳定后再释放小车
D．牵引小车的钩码个数越多越好
（3）在该的实验中，按照实验进行的先后顺序，将下述步骤的代号填在横线上DBFAEGC或DBAFEGC．
A．把穿过打点计时器的纸带固定在小车后面
B．把打点计时器固定在长木板的没有滑轮的一端，并连好电路
C．换上新的纸带，再重复前面的步骤两次
D．把长木板平放在实验桌上，并使滑轮伸出桌面
E．使小车停在靠近打点计时器处，接通电源，放开小车，让小车运动
F．把一条细绳拴在小车上，细绳跨过定滑轮，下边悬挂合适的钩码
G．断开电源，取出纸带
（4）如图3所示是该同学在实验中打出的一条清晰的纸带，图上的点是他在纸带上每5个计时点选取的计数点，并测得相邻两个计数点之间的距离分别为x₁=7.05cm、x₂=7.68cm，x₃=8.33cm、x₄=8.95cm、x₅=9.61cm、x₆=10.26cm，请计算打下1、2、3、4、5各点时的瞬时速度，并填在数据表格中，打下0点开始计时，电源频率为f=50Hz．（计算结果保留两位有效数字）

t/s	0.1	0.2	0.3	0.4	0.5
V/（m/s）

（5）根据第（4）问表格中的数据在如图2的坐标纸上画出小车运动的v-t图线，并求出小车运动的加速度为0.65m/s²．（保留两位有效数字）

Answer 1

分析 探究小车速度随时间变化的关系的实验，所需的实验器材应该从实验的过程和步骤去考虑．在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中应联系实际做实验的过程，结合注意事项：使小车停在靠近打点计时器处，接通电源，放开小车，让小车运动，断开电源由此可正确解答；
在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中应联系实际做实验的过程，结合注意事项：使小车停在靠近打点计时器处，接通电源，放开小车，让小车运动，断开电源；选出合适的顺序．
根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求出3、5的瞬时速度．
根据各点的速度作出速度时间图线．
速度时间图线的斜率表示加速度，根据图线的斜率求出小车的加速度．

解答 解：（1）除了电磁打点计时器、纸带、一端有滑轮的长木板、小车、钩码之外，还需要的器材有4-6v的交流电源，还必须用到刻度尺测量点与点间距，从而求得瞬时速度大小；同时需要复写纸；
故选：BDF；
（2）A、打点计时器应固定在长木板上，在固定滑轮的另一端，故A错误；
B、为了在纸带打更多的点，开始实验时小车应放在靠近打点计时器一端，故B正确；
C、打点计时器在使用时，为了使打点稳定，同时为了提高纸带的利用率，使尽量多的点打在纸带上，要应先接通电源，再放开纸带，故C正确；
D、钩码个数应适当，钩码个数少，打的点很密；钩码个数多，打的点少，都会带来实验误差，故D错误．
故选：BC；
（3）在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，应先把长木板平放在实验桌上，并使滑轮伸出桌面，然后把打点计时器固定在长木板的没有滑轮的一端，并连好电路，再把穿过打点计时器的纸带固定在小车后面，把一条细绳拴在小车上，细绳跨过定滑轮，下边吊着合适的钩码，使小车停在靠近打点计时器处，接通电源，放开小车，让小车运动，断开电源，取出纸带，最后换上新的纸带，再重做两次．
根据上面的过程可知步骤为：DBFAEGC或DBAFEGC；
（4）根据匀变速直线运动某时刻的瞬时速度等于一段时间内的平均速度，所以有：
v₁=$\frac{{x}_{1}+{x}_{2}}{2T}$=$\frac{7.05+7.68}{0.2}$×10^-2 m/s=0.74 m/s
v₂=$\frac{{x}_{2}+{x}_{3}}{2T}$=$\frac{7.68+8.33}{0.2}$×10^-2 m/s=0.80 m/s
v₃=$\frac{{x}_{24}}{2T}$=$\frac{{x}_{3}+{x}_{4}}{2T}$=$\frac{8.33+8.95}{0.2}$×10^-2 m/s=0.86 m/s
v₅=$\frac{{x}_{46}}{2T}$=$\frac{{x}_{5}+{x}_{6}}{2T}$=$\frac{9.61+10.26}{0.2}$×10^-2 m/s=0.99m/s
利用描点法可画出速度-时间图象：

（5）在v-t图象中，图象的斜率表示加速度的大小，所以有：
a=$\frac{△v}{△t}$=$\frac{1.00-0.70}{0.50-0.04}$ m/s²=0.65 m/s²；
故答案为：（1）BDF；   （2）BC；    （3）DBFAEGC或DBAFEGC；
（4）

t/s	0.1	0.2	0.3	0.4	0.5
V/（m/s）	0.74	0.80	0.86	0.93	0.99

（5）0.60～0.64．

点评 对于实验器材的选取一是根据实验目的进行，二是要进行动手实验，体会每种器材的作用；考查了有关纸带处理的基本知识，平时要加强基础实验的实际操作，提高操作技能和数据处理能力．要注意单位的换算和有效数字的保留；同时注意利用图象来解决问题．