Question

11．（1）某同學(xué)用圖1所示的實(shí)驗(yàn)裝置研究小車在斜面上的運(yùn)動(dòng)．
①實(shí)驗(yàn)中，除打點(diǎn)計(jì)時(shí)器（含紙帶、復(fù)寫紙）、小車、平板、鐵架臺(tái)、導(dǎo)線及開(kāi)關(guān)外，在下面的儀器和器材中，必須使用的有ACF．（填選項(xiàng)代號(hào)）
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．停表
E．天平
F．重錘
②實(shí)驗(yàn)中所用電源的頻率為50Hz．選取合適的紙帶如圖2，以每5個(gè)點(diǎn)為一個(gè)記數(shù)點(diǎn)，分別記0、1、2…用刻度尺測(cè)得S₁=2.80cm；S₂=4.29cm；S₃=5.79cm；S₄=7.30cm；根據(jù)紙帶中所給的信息，圖中標(biāo)出的相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)的時(shí)間間隔T=0.1s，當(dāng)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下點(diǎn)“2”時(shí)的瞬時(shí)速度為v₂=0.504m/s，小車加速度的計(jì)算公式為a=$\frac{（{s}_{4}+{s}_{3}）-（{s}_{2}+{s}_{1}）}{4{T}^{2}}$ （每?jī)蓚�(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔用T表示），計(jì)算結(jié)果為a=1.50m/s²．（保留三位有效數(shù)字）

Answer 1

分析 ①根據(jù)實(shí)驗(yàn)的原理確定需要測(cè)量的物理量，從而確定所需的器材．
②根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論公式△x=aT²可以求出加速度的大小，根據(jù)某段時(shí)間內(nèi)的平均速度等于中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度求出2點(diǎn)的瞬時(shí)速度．

解答 解：①實(shí)驗(yàn)中，除打點(diǎn)計(jì)時(shí)器（含紙帶、復(fù)寫紙）、小車、平板、鐵架臺(tái)、導(dǎo)線及開(kāi)關(guān)外，在下列的器材中，必須使用的有電壓合適的50Hz交流電源給打點(diǎn)計(jì)時(shí)器供電，需要用刻度尺測(cè)量計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的距離處理數(shù)據(jù)，需要重錘，
故選：ACF．
②每5個(gè)點(diǎn)為一個(gè)記數(shù)點(diǎn)，所以相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔T=0.1s，
根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)中時(shí)間中點(diǎn)的速度等于該過(guò)程中的平均速度，可以求出打紙帶上2點(diǎn)時(shí)小車的瞬時(shí)速度大�。�
v₂=$\frac{{x}_{13}}{2T}$=$\frac{0.0429+0.0579}{0.2}$=0.504m/s
根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論公式△x=aT²可以求出加速度的大小，
得：S₃-S₁=2a₁T² 
S₄-S₂=2a₂T² 
為了更加準(zhǔn)確的求解加速度，我們對(duì)兩個(gè)加速度取平均值
得：a=$\frac{1}{2}$（a₁+a₂）
即小車運(yùn)動(dòng)的加速度計(jì)算表達(dá)式為：
a=$\frac{（{s}_{4}+{s}_{3}）-（{s}_{2}+{s}_{1}）}{4{T}^{2}}$=$\frac{（0.073+0.0579）-（0.0429+0.0280）}{0.04}$ m/s²=1.50m/s²
故答案為：①ACF；
②0.504，$\frac{（{s}_{4}+{s}_{3}）-（{s}_{2}+{s}_{1}）}{4{T}^{2}}$，1.50．

點(diǎn)評(píng) 要提高應(yīng)用勻變速直線的規(guī)律以及推論解答實(shí)驗(yàn)問(wèn)題的能力，在平時(shí)練習(xí)中要加強(qiáng)基礎(chǔ)知識(shí)的理解與應(yīng)用．要注意單位的換算和有效數(shù)字的保留．