Question

1．某同學(xué)用圖1所示的實驗裝置研究小車在斜面上的運動，實驗步驟如下：
a．安裝好實驗器材．
b．接通電源后，讓拖著紙帶的小車沿平板斜面向下運動，重復(fù)幾次．選出一條點跡比較清晰的紙帶，舍去開始密集的點跡，從便于測量的點開始，每兩個打點間隔取一個計數(shù)點，如圖2中0、1、2、…6點所示．
c．測量1、2、3…6計數(shù)點到0計數(shù)點的距離，分別記作：S₁、S₂、S₃…S₆．
d．通過測量和計算，該同學(xué)判斷出小車沿平板做勻加速直線運動．
e．分別計算出S₁、S₂、S₃…S₆與對應(yīng)時間的比值$\frac{{x}_{1}}{{t}_{1}}$、$\frac{{x}_{2}}{{t}_{2}}$、$\frac{{x}_{3}}{{t}_{3}}$、…、$\frac{{x}_{6}}{{t}_{6}}$．
f．以$\frac{S}{t}$為縱坐標(biāo)，t為橫坐標(biāo)，標(biāo)出$\frac{S}{t}$與對應(yīng)時間t的坐標(biāo)點，畫出$\frac{S}{t}$-t圖線．

結(jié)合上述實驗步驟，請你完成下列任務(wù)：
①實驗中，除打點及時器（含紙帶、復(fù)寫紙）、小車、平板、鐵架臺、導(dǎo)線及開關(guān)外，在下面的儀器和器材中，必須使用的有A和C．（器材填選項的字母代號）
A．電壓合適的50Hz交流電源B．電壓可調(diào)的直流電源
C．刻度尺    D．秒表    E．天平      F．重錘
②將最小刻度為1mm的刻度尺的0刻線與0計數(shù)點對齊，0、1、2、5計數(shù)點所在位置如圖3所示，則S₂=2.98cm．
③該同學(xué)在圖4中已標(biāo)出l、3、4、6計數(shù)點對應(yīng)的坐標(biāo)，請你在該圖中標(biāo)出與2、5兩個計數(shù)點對應(yīng)的坐標(biāo)點，并畫出$\frac{S}{t}$-t圖．
④根據(jù)$\frac{S}{t}$-t圖線判斷，在打0計數(shù)點時，小車的速度v₀=0.18m/s；它在斜面上運動的加速度a=4.83m/s²．

Answer 1

分析 ①根據(jù)實驗原理和數(shù)據(jù)處理可知需要的儀器；
②刻度尺的讀數(shù)需要估讀，在讀數(shù)時要注意；
③利用描點法可以正確畫出圖象；
④根據(jù)運動學(xué)公式求出根據(jù)$\frac{s}{t}$-t的函數(shù)關(guān)系，結(jié)合數(shù)學(xué)知識明確斜率和截距的含義即可正確解答．

解答 解：①打點計時器使用的是交流電源；測量點跡間的距離需要刻度尺，由于打點計時器可以記錄時間，使用不需要秒表，不需要測量質(zhì)量，所以不需要天平．所以必須使用的是電壓合適的50Hz交流電源和刻度尺．故選：A、C．
②刻度尺需要讀到最小刻度的下一位，則S₂=2.98cm．
③每兩個打點間隔取一個計數(shù)點，所以相鄰的計數(shù)點間的時間間隔T=0.04s，
根據(jù)題目的要求得：$\frac{{s}_{2}}{{t}_{2}}=\frac{0.0298}{0.04×2}=0.3725m/s$，$\frac{{s}_{5}}{{t}_{5}}=\frac{0.1320}{0.04×5}$=0.660m/s
在該圖中標(biāo)出與2、5兩個計數(shù)點對應(yīng)的坐標(biāo)點，并畫出$\frac{s}{t}-t$圖線如圖．

④由圖可得：v₀=0.18m/s；由于勻變速直線運動的中間時刻的速度等于平均速度，所以$\frac{{s}_{1}}{{t}_{1}}$、$\frac{{s}_{2}}{{t}_{2}}$、$\frac{{s}_{3}}{{t}_{3}}$…分別是$\frac{{t}_{1}}{2}、\frac{{t}_{2}}{2}、\frac{{t}_{3}}{2}$…時刻的瞬時速度，
則$\frac{s}{t}-t$圖象相當(dāng)于v-$\frac{t}{2}$圖象，所以加速度a=$\frac{2×（0.760-0.180）}{0.24}$=4.83m/s²．
故答案為：①A、C，②2.98，③如圖所示，④0.18，4.83．

點評 要加強利用勻變速直線的規(guī)律以及推論解答實驗問題的能力，在平時練習(xí)中要加強基礎(chǔ)知識的理解與應(yīng)用，提高解決問題能力．