Question

15．在做“研究匀变速直线运动”的实验时，得到一条纸带如图所示，A、B、C、D、E、F、G为计数点，每两个计数点间还有4个点未画出，x_l=1.20cm，x₂=1.60cm，x₃=1.98cm，x₄=2.38cm，x₅=2.79cm，x₆=3.18cm．
（1）为了达到实验的目的，除了有电磁打点计时器（含频率为50Hz的交流电源）、纸带、小车、细绳、导线、钩码、长木板外，还需要的测量仪器有刻度尺．
（2）电磁打点计时器的工作电压为4V～6V，打点周期为0.02s，图中两计数点的时间间隔T=0.1s．
（3）打点计时器在打B点时小车的瞬时速度V_B=0.14m/s，打F点时小车的瞬时速度V_F=0.30m/s（计算时保留两位有效数字）．
（4）B点到F点的加速度为a=0.40m/s²（计算时保留两位有效数字）．

Answer 1

分析 解决实验问题首先要掌握该实验原理，了解实验的仪器、操作步骤和数据处理以及注意事项；
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，根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度，可以求出打纸带上B、C点时小车的瞬时速度大小．

解答 解：（1）除了有电磁打点计时器（含频率为50Hz的交流电源）、纸带、小车、细绳、导线、钩码、长木板外，还需要的测量仪器有刻度尺；
（2）电磁打点计时器和电火花打点计时器都是使用交流电源的计时仪器，电磁打点计时器工作电压4V～6V，当电源的频率为50Hz时，它每隔0.02s打一次点，
因每两个计数点间还有4个点未画出，因此两个计数点的时间间隔为0.1s；
（3）根据匀变速直线运动特点，可知C点的瞬时速度为：
v_B=$\frac{{x}_{AC}}{2T}$=$\frac{0.0120+0.0160}{2×0.1}$≈0.14m/s
v_F=$\frac{{x}_{EG}}{2T}$=$\frac{0.0279+0.0318}{2×0.1}$≈0.30m/s
（4）由题意可知△x=aT²，依据作差法，
则有：a=$\frac{（{x}_{4}+{x}_{5}+{x}_{6}）-（{x}_{1}+{x}_{2}+{x}_{3}）}{（3T）^{2}}$，
带入数据解得：a=0.40m/s²．
故答案为：（1）刻度尺；（2）4V～6V，0.02，0.1；（3）0.14，0.30；（4）0.40．

点评 对于实验装置和工作原理，我们不仅从理论上学习它，还用从实践上去了解它，自己动手去做做；
本题借助实验考查了匀变速直线的规律以及推论的应用，在平时练习中要加强基础知识的理解与应用，提高解决问题能力，同时加强实际操作，提高实验技能．