Question

某同學仿照“探究小車速度隨時間變化的規律”這一實驗，利用如圖所示的裝置測量重物做自由落體運動的加速度．
（1）對該實驗裝置及其操作的要求，下列說法正確的是：

 

（填寫字母序號）．
A．電磁打點計時器應該接在6V蓄電池上
B．打點計時器的兩個限位孔應在同一豎直線上
C．重物最好選用密度較小的材料，如泡沫塑料
D．開始時應使重物靠近打點計時器處 并保持靜止
E．操作時，應先放開紙帶后接通電源
F．為了減小誤差，應重復多次實驗，在打出的紙帶中挑選一條最清晰的．
G．為了便于測量，一定要找到打點計時器打下的第一個點，并選取其以后各連續的點作為計數點．
（2）下圖是某同學在實驗中得到的一條較為理想的紙帶．把開頭幾個模糊不清的點去掉，

（3）以較清晰的某一個點作為計數點1，隨后連續的幾個點依次標記為點2、3、4、5．測量出各點間的距離已標在紙帶上，己知打點計時器的打點周期為O.02s．則打點計時器打出點2時重物的瞬時速度為

 

m/s，物體做自由落體運動加速度的值約為

 

m/s²．（本題計算結果保留3位有效數字）

Answer 1

分析：根據勻變速直線運動的推論公式△x=aT²可以求出加速度的大小，根據勻變速直線運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2點時小車的瞬時速度大小．

解答：解：（1）A．電磁打點計時器應該接在6V交流電源上，故錯誤．
B．打點計時器的兩個限位孔應在同一豎直線上，以減小摩擦力的影響，故B正確．
C．重物最好選用密度較大的材料，來減小阻力的影響，故C錯誤．
D．開始時應使重物靠近打點計時器處并保持靜止，先接通電源，再釋放紙帶，故D正確，E錯誤．
F．為了減小誤差，應重復實驗多次，在打出的紙帶中挑選一條最清晰的，故F正確．
G．為了便于測量，從點跡清晰的點開始取點，并選取其以后各連續的點作為計數點，故G錯誤．
故選：BDF
（3）根據勻變速直線運動中時間中點的速度等于該過程中的平均速度，
v₂=

x13

2T

=0.385m/s
根據勻變速直線運動的推論公式△x=aT²可以求出加速度的大小，
得：x₄-x₂=2a₁T² 
x₃-x₁=2a₂T² 
為了更加準確的求解加速度，我們對兩個加速度取平均值
得：a=

1

2

（a₁+a₂）
即小車運動的加速度計算表達式為：a=

x35-x13

4T2

解得：a=9.50m/s²
故答案為：（1）B D F  （2）0.385，9.50

點評：要探究一個物體的運動隨時間變化的規律，必須知道物體在不同時刻的速度，直接測量瞬時速度是比較困難的，我們可以借助打點計時器先記錄物體在不同時刻的位置，再通過對紙帶的分析，計算得到各個時刻的瞬時速度以及紙帶的加速度．