Question

物理小組在一次探究活動中測量滑塊做勻加速直線運動的加速度和某時刻的瞬時速度，實驗裝置如圖1，一木板固定在水平桌面上，一端裝有定滑輪；木板上有一滑塊，其一端與穿過電火花打點計時器的紙帶相連，另一端通過跨過定滑輪的細線與托盤連接．打點計時器使用的交流電源的頻率為50Hz．開始實驗時，在托盤中放入適量砝碼，滑塊開始做加速運動，在紙帶上打出一系列小點．
（1）結合本次實驗，下列說法錯誤的是

D

A．電火花打點計時器使用220V交流電源
B．電火花打點計時器每隔0.02s打一個點
C．實驗中應先接通電源，等打點穩定后再釋放滑塊
D．在紙帶上選計數點時必須從打下的第一個點算起
（2）如圖2給出的是實驗中獲取的一條紙帶的一部分：0、1、2、3、4、5、6、7是計數點，每相鄰兩計數點間還有4個打點（圖中未標出），計數點間的距離如圖所示．根據圖中數據確定滑塊加速度a=

0.496

 m/s²，紙帶上“6”點的瞬時速度v=

0.413

m/s（結果均保留三位有效數字）．
（3）某同學在實驗中發現物體速度變化太慢，請你幫他想出一條能使速度變化加快的有效方案

使軌道傾斜或減小滑塊質量或增加托盤內砝碼的質量

．

Answer 1

分析：（1）電火花打點計時器使用220V的交流電源，打點周期為0.02s，紙帶法實驗中注意要先打點后釋放小車，選取紙帶上的計數點時，選擇點跡清晰的，并非要求從第一點選起．
（2）利用逐差法△x=aT²可以求出物體的加速度大小，根據勻變速直線運動中某點的瞬時速度等于該過程中的平均速度大小可以求出某點的瞬時速度大小．
（3）要想提高速度，需要增大加速度，即增大合外力即可．

解答：解：（1）A、根據電火花打點計時器的工作原理可知電火花打點計時器使用220V交流電源，故A正確；
B、打點計時器的打點周期為0.02s；
C、為了在紙帶上盡量多的打點，提高紙帶利用率，要先打點后釋放紙帶，故C正確；
D、選擇計數點時要從點跡清晰的選起，并非一定選擇第一個，故D錯誤．
故選：D．
（2）從左到右計數點之間的位移分別記為x₁、x₂…，取六段，根據△x=aT²有：
x6-x3=3a1T2
x5-x2=3a2T2
x4-x1=3a3T2
a=

a1+a2+a3

3

=

(x4+x5+x6)-(x1+x2+x3)

9T2

=

(3.88+3.39+2.88)×10-2m-(2.40+1.89+1.40)×10-2m

9×(0.1s)2

=0.496m/s²．
根據勻變速直線運動中某點的瞬時速度等于該過程中的平均速度大小有：
v6=

x57

2T

=

(3.88+4.37)×10-2m

2×0.1s

=0.413m/s
（3）增大物體所受合外力，即增大加速度，可以是物體速度加快，故采取的措施為可以有：使軌道傾斜或減小滑塊質量或增加托盤內砝碼的質量．
故答案為：（1）D，（2）每相鄰兩計數點間還有4個打點，計數點之間的時間間隔為T=0.1s，0.496，0.413m/s；（3）使軌道傾斜或減小滑塊質量或增加托盤內砝碼的質量．

點評：解決實驗問題首先要掌握該實驗原理，了解實驗的操作步驟和數據處理以及注意事項，同時要熟練應用所學基本規律解決實驗問題．