Question

小明與他的同伴在做“探究小車(chē)速度隨時(shí)間變化的規(guī)律”實(shí)驗(yàn)時(shí)，由于他的同伴不太明確該實(shí)驗(yàn)的目的及原理，他從實(shí)驗(yàn)室里借取了如下器材：a．電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器；b．紙帶；c．鉤碼；d．低壓直流電源；e．天平；f．小車(chē)；g．細(xì)繩；h．一端附有定滑輪的長(zhǎng)木板．
小明看后覺(jué)得不妥，請(qǐng)你思考一下，哪些器材必須使用，哪些多余，還缺少什么？
①必須使用的器材有：

abcfgh

②在以下備用器材中選擇在上述實(shí)驗(yàn)中還缺少的器材有：

AD

A．刻度尺    B．鐵架臺(tái)     C．秒表     D．低壓交流電源     E．220V交流電源
③某次實(shí)驗(yàn)用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用交流電的頻率為50Hz，紙帶的記錄如圖1所示，從比較清晰的點(diǎn)起，分別標(biāo)明A及B、C、D、E、F和G七個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，可獲得各計(jì)數(shù)點(diǎn)到A點(diǎn)的距離S及對(duì)應(yīng)時(shí)刻小車(chē)的瞬時(shí)速度v，請(qǐng)將D點(diǎn)的測(cè)量結(jié)果填在表中的相應(yīng)位置；

                                 表中紙帶的測(cè)量結(jié)果

測(cè)量點(diǎn)	S/cm	v/（m?s-1）
A	0.00
B	0.60	0.21
C	1.64	0.32
D	3.12±0.02	0.43
E	5.04	0.54
F	7.40	0.65
G	10.20

④如果將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下A點(diǎn)作為計(jì)時(shí)起點(diǎn)，通過(guò)表1的數(shù)據(jù)，在圖2中作出小車(chē)的速度時(shí)間圖象；
⑤由圖象可得小車(chē)運(yùn)動(dòng)的加速度為

2.75±0.05

 m/s²．（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）

Answer 1

分析：①②探究小車(chē)速度隨時(shí)間變化的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)，所需的實(shí)驗(yàn)器材應(yīng)該從實(shí)驗(yàn)的過(guò)程和步驟去考慮．
③刻度尺的讀數(shù)需要估讀，根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)中時(shí)間中點(diǎn)的瞬時(shí)速度等于該過(guò)程中的平均速度可以求出某點(diǎn)的瞬時(shí)速度大小．
④利用描點(diǎn)法可以得出小車(chē)的速度時(shí)間圖象．
⑤根據(jù)圖象的物理量意義可知，在v-t圖象中，圖象的斜率表示加速度的大�。�

解答：解：①在“探究小車(chē)速度隨時(shí)間變化的規(guī)律”實(shí)驗(yàn)中，所需的實(shí)驗(yàn)步驟：
a、木板平放，并使滑輪伸出桌面，把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定，連接好電路，（此處所需的儀器有a、h）
b、穿紙帶；掛鉤碼，（此處所需的儀器有bcg）
c、先接通電源，然后放開(kāi)小車(chē)，讓小車(chē)拖著紙帶運(yùn)動(dòng)，打完一條后立即關(guān)閉電源，（此處所需的儀器有f）
d、換紙帶，加鉤碼，再做二次．
e、處理紙帶，解出某位置的速度和運(yùn)動(dòng)過(guò)程的加速度．
由實(shí)驗(yàn)步驟可以看出需要的儀器有abcfgh．
②打點(diǎn)計(jì)時(shí)器還需要交流電源，為了得到小車(chē)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，還需要刻度尺來(lái)測(cè)量計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的距離，用來(lái)計(jì)算速度和加速度，因此缺少的器材是AD．
③通過(guò)刻度尺讀數(shù)時(shí)注意需要估讀，故sD=3.12cm，由于需要估讀在范圍（3.12±0.02）cm內(nèi)均正確，
根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)中時(shí)間中點(diǎn)的瞬時(shí)速度等于該過(guò)程中的平均速度，有：
vD=

xCE

4T

=

(5.04-1.64)cm

4×0.02s

≈0.43m/s
④利用描點(diǎn)法得出圖象如下所示：

⑤根據(jù)v-t圖象的物理意義可知，圖象的斜率表示加速度的大小，因此有：
a=

△v

△t

=

0.11m/s

4×10-2s

=2.75m/s2，由于作圖存在誤差在范圍（2.75±0.05）m/s²內(nèi)均正確．
故答案為：①abcfgh；②AD，③3.12±0.02，0.43；④如上圖所示；⑤2.75±0.05．

點(diǎn)評(píng)：注意實(shí)驗(yàn)所需的實(shí)驗(yàn)器材應(yīng)該從實(shí)驗(yàn)的過(guò)程和步驟去考慮；對(duì)于“探究小車(chē)速度隨時(shí)間變化的規(guī)律”這樣的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)，同學(xué)們一定要到實(shí)驗(yàn)室親自操作，才能深刻理解實(shí)驗(yàn)步驟、注意事項(xiàng)、數(shù)據(jù)處理等問(wèn)題的細(xì)節(jié)，同時(shí)要加強(qiáng)利用基本物理規(guī)律解決實(shí)驗(yàn)問(wèn)題的能力．