Question

（1）在做“测定匀变速直线运动加速度”的实验中，取下一段如图所示的纸带研究其运动情况．设O点为计数的起始点，在四个连续的计数点中，每相邻两计数点间的时间间隔为0.1s，若物体做理想的匀加速直线运动，则计数点“A”与起始点O之间的距离x1为______cm，打计数点“A”时物体的瞬时速度为______m/s，物体的加速度为______m/s²（结果均保留3位有效数字）．
（2）在利用重物自由下落“验证机械能守恒定律”的实验中?
①备有如下器材：A．打点计时器；B．直流电源；C．交流电源；D．纸带；E．带夹子的重物；F．秒有表；G．刻度尺；H．导线；I．铁架台．其中该实验不需要的器材是______（填字母代号）．?
②在实验中，打点计时器所用电源频率为50Hz，实验要求打点计时器在打完第一个点时释放纸带，甲、乙、丙三个学生分别用同一装置各打出一条纸带，量出各纸带上第1、2两点间的距离分别为0.48cm，0.19cm和0.18cm．可见其中肯定有一个学生在操作上有错误，错误操作的同学是______，其错误的操作是______．

Answer 1

【答案】分析：（1）纸带实验中，若纸带匀变速直线运动，测得纸带上的点间距，利用匀变速直线运动的推论，可计算出打出某点时纸带运动的瞬时速度和加速度．
（2）实验时我们要测h和速度v，根据原理分析需要的实验器材即可．
解答：解：（1）根据匀变速直线运动的特点（相邻的时间间隔位移之差相等）得出：
x_BC-x_AB=x_AB-x_OA
计数点A与起始点O之间的距离s₁为4.00cm
利用匀变速直线运动的推论得：
v_A==0.500m/s，
根据运动学公式△x=at²得：
a==2.00m/s²，
（2）在利用重物自由下落“验证机械能守恒定律”的实验中?
①打点计时器的电源是低压交流电源，所以B直流电源不需要，打点计时器本身可以测量时间，所以F秒表不需要．
②打点计时器的打点频率为50 Hz，打点周期为0.02 s，重物开始下落后，在第一个打点周期内重物下落的高度h=gT²=×9.8×0.02² m≈2 mm．所以所选的纸带最初两点间的距离接近2 mm．
量出各纸带上第一、二两点间的距离分别为0.48cm，0.19cm和0.18cm．
可以看出其中甲在操作上误差较大．具体原因就是先释放纸带后接电源，打点一个点时已经有了速度．
故答案为：（1）4.00   0.500   2.00
（2）①BF
②甲，先释放纸带后接电源．
点评：利用匀变速直线的规律以及推论解答实验问题的能力，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．要注意单位的换算和有效数字的保留．能够知道相邻的计数点之间的时间间隔．