解题思路:(1)利用该实验的操作步骤和电火花计时器的工作原理和注意事项分析求解,如打点计时器的使用交流电源,打点周期有交流电的频率决定.(2)在匀变速直线运动中,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D点的瞬时速度,通过连续相等时间内的位移之差是一恒量即△x=aT2可求出加速度的大小.(3)先根据平均速度公式求出滑块通过第一个光电门和第二个光电门的平均速度,由于遮光板宽度很小,过光电门的时间很短,所以我们可以把滑块通过光电门的平均速度近似看成是滑块的瞬时速度,再根据公式a=△v△t求出加速度.
(1)A、电火花打点计时器使用50赫兹的交流电,打点周期固定且为0.02s,与其它物理量无关,由交流电的频率决定,故A正确;
B、电火花打点计时器使用220V交流电,故B错误;
C、电火花打点计时器使用220V交流电,并且在使用时只能连续工作很短时间,打点之后要立即关闭电源,故C正确;
D、实验操作中,先接通电源,后释放小车,这样可以提高纸带利用率,在纸带上尽量多的打点,故D 正确.
故选:CD
(2)在匀变速直线运动中,某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度,因此有:
vD=
s3+s4
2T=
(8.33+8.95)×10−2m
2×0.1s≈0.86m/s
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,得:
s4-s1=3a1T2
s5-s2=3a2T2
s6-s3=3a3T2
为了更加准确的求解加速度,我们对三个加速度取平均值:
a=
a1+a2+a3
3=
(s4+s5+s6)−(s1+s2+s3)
9T2
代入数据得:
a=
(8.95+9.61+10.26)×10−2m−(7.05+7.68+8.33)×10−2m
9×(0.1s)2=0.64m/s2
(3)由于遮光板宽度很小,过光电门的时间很短,可以利用滑块经过第一个光电门的平均速度代替其瞬时速度,因此:
v1=
d
△t1=
3.0×10−2m
0.30s=0.1m/s
同理通过第二个光电门的速度为:
v2=
d
△t2=
3.0×10−2m
0.10s=0.3m/s
根据加速度的定义式a=
△v
△t可得:
a=
v2−v1
△t=
(0.3−0.1)m/s
4.0s=0.05m/s2
故答案为:(1)CD,(2)0.86,a=
(s4+s5+s6)−(s1+s2+s3)
9T2,0.64;(3)0.1,0.05.
点评:
本题考点: 测定匀变速直线运动的加速度;探究小车速度随时间变化的规律.
考点点评: 对于基本仪器的使用和工作原理,我们不仅从理论上学习它,还要从实践上去了解它,自己动手去做做,以加强基本仪器的了解和使用;在纸带法实验中,要掌握多种求速度和加速度的方法,如在匀变速直线运动中可以用平均速度等于中间时刻的瞬时速度来求某点瞬时速度,可以用推论△x=aT2求解加速度大小,若用光电门测速度则是利用平均速度直接代替瞬时速度,用公式a=△v△t求出加速度,注意根据题意灵活选择规律解题.