Question

17．某同學(xué)用如圖1所示的實(shí)驗(yàn)裝置研究小車在斜面上的運(yùn)動(dòng)．實(shí)驗(yàn)步驟如下：
a．安裝好實(shí)驗(yàn)器材．
b．接通電源后，讓拖著紙帶的小車沿斜面向下運(yùn)動(dòng)，打印出一條點(diǎn)跡清晰的紙帶．舍去開始密集的點(diǎn)跡，從便于測量的點(diǎn)O開始．每兩個(gè)打點(diǎn)間隔取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，如圖2中0，1，2，…，6點(diǎn)所示
c．測量1、2、3…6計(jì)數(shù)點(diǎn)到0計(jì)數(shù)點(diǎn)的距離，分別記作：S₁、S₂、S₃…S₆．
d．通過測量和計(jì)算，該同學(xué)判斷出小車沿平板做勻變速直線運(yùn)動(dòng)．
e．分別計(jì)算出S₁、S₂、S₃…S₆與對(duì)應(yīng)時(shí)間的比值$\frac{{S}_{1}}{{t}_{1}}$、$\frac{{S}_{2}}{{t}_{2}}$、$\frac{{S}_{3}}{{t}_{3}}$、…$\frac{{S}_{6}}{{t}_{6}}$．以$\frac{S}{t}$為縱坐標(biāo)、t為橫坐標(biāo)，標(biāo)出$\frac{S}{t}$與對(duì)應(yīng)時(shí)間t的坐標(biāo)點(diǎn)，畫出$\frac{S}{t}$-t圖線．
結(jié)合上述實(shí)驗(yàn)步驟，請(qǐng)你完成下列任務(wù)：
（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)線及開關(guān)外，在下列的儀器和器材中，必須使用的有A和C．（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．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(jì)數(shù)點(diǎn)對(duì)齊，0、1、2、5計(jì)數(shù)點(diǎn)所在位置如圖2所示，則S₂=2.98cm，S₅=13.20cm．

（3）該同學(xué)在圖3中已標(biāo)出1、3、4、6計(jì)數(shù)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)，請(qǐng)你在該圖中標(biāo)出與2、5兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)點(diǎn)，并畫出$\frac{S}{t}$-t．
（4）根據(jù)$\frac{S}{t}$-t圖線判斷，小車在斜面上運(yùn)動(dòng)的加速度a=4.83m/s²．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)的原理確定所需測量的物理量，從而確定所需的測量器材．
（2）刻度尺的讀數(shù)需讀到最小刻度的下一位．
（3、4）畫出$\frac{S}{t}$-t，$\frac{s}{t}-t$圖象相當(dāng)于v-$\frac{t}{2}$圖象，結(jié)合圖線的斜率求出加速度．

解答 解：（1）打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用電壓合適的50Hz交流電源，在紙帶的處理中需要用刻度尺測量點(diǎn)跡間的距離，故選：A、C．
（2）將最小刻度為1mm的刻度尺的0刻線與0計(jì)數(shù)點(diǎn)對(duì)齊，0、1、2、5計(jì)數(shù)點(diǎn)所在位置如圖2乙所示，則：S₂=2.98 cm，S₅=13.20 cm，
（3）每兩個(gè)打點(diǎn)間隔取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，所以相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔T=0.04s，
根據(jù)題目的要求得：$\frac{{s}_{2}}{{t}_{2}}=\frac{0.0298}{2×0.04}m/s=0.3725m/s$，$\frac{{s}_{5}}{{t}_{5}}=\frac{0.1320}{0.04×5}=0.660m/s$，
在該圖中標(biāo)出與2、5兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)點(diǎn)，并畫出$\frac{s}{t}$-t圖線如圖．

（4）$\frac{s}{t}-t$圖象相當(dāng)于v-$\frac{t}{2}$圖象，
所以加速度a=$\frac{2×（0.760-0.180）}{0.24}$=4.83 m/s²．
故答案為：（1）A，C，（2）2.98，13.20，（3）如圖所示，（4）4.83．

點(diǎn)評(píng) 要加強(qiáng)利用勻變速直線的規(guī)律以及推論解答實(shí)驗(yàn)問題的能力，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，提高解決問題能力．