Question

19．在“利用電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)定小車(chē)做勻變速運(yùn)動(dòng)的加速度”的實(shí)驗(yàn)中，下述器材中不需要的是①④⑧（用代號(hào)表示）．
①低壓交流電源②220V交流電源③刻度尺④秒表⑤小車(chē)⑥帶滑輪的木板⑦紙帶⑧天平⑨電火花計(jì)時(shí)器
（2）如圖所示，實(shí)驗(yàn)時(shí)通過(guò)測(cè)量打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打下的點(diǎn)跡來(lái)測(cè)算小車(chē)運(yùn)動(dòng)的加速度，該同學(xué)在實(shí)驗(yàn)時(shí)得到6條紙帶，在每條紙帶上取6個(gè)點(diǎn)，如圖所示，每?jī)蓚�(gè)相鄰點(diǎn)的時(shí)間間隔T均為0.02s．其中1、2、3點(diǎn)相鄰，4、5、6點(diǎn)相鄰，在3點(diǎn)和4點(diǎn)之間還有若干個(gè)點(diǎn)，s₁是1、3兩點(diǎn)的距離，s₂是4、6兩點(diǎn)的距離，s₃是2、5兩點(diǎn)的距離．
（a）測(cè)出s₁、s₂、s₃后，計(jì)算打第2點(diǎn)時(shí)瞬時(shí)速度的表達(dá)式是v₂=$\frac{{s}_{1}}{2T}$，計(jì)算打第5點(diǎn)時(shí)瞬時(shí)速度的表達(dá)式v₅=$\frac{{s}_{2}}{2T}$，計(jì)算加速度的表達(dá)式是a=$\frac{{s}_{2}^{2}-{s}_{1}^{2}}{8{T}^{2}{s}_{3}}$．
（b）該同學(xué)測(cè)得的數(shù)據(jù)是s₁=4.00cm，s₂=6.60cm，s₃=28.10cm，根據(jù)數(shù)據(jù)求出a=2.95 m/s²．

Answer 1

分析 （1）從實(shí)驗(yàn)的過(guò)程和步驟以及需要測(cè)量的數(shù)據(jù)的角度分析需要的器材；
（2）點(diǎn)2是點(diǎn)1、3的中點(diǎn)時(shí)刻，其速度等于1、3點(diǎn)的平均速度，點(diǎn)5是點(diǎn)4、6的中點(diǎn)時(shí)刻，其速度等于4、6點(diǎn)的平均速度，
根據(jù)勻加速直線運(yùn)動(dòng)位移速度公式即可求得加速度a，再代入數(shù)據(jù)，即可求解．

解答 解：（1）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；
在《利用電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)定小車(chē)作勻變速運(yùn)動(dòng)的加速度》的實(shí)驗(yàn)中，具體的實(shí)驗(yàn)步驟為：
①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，（此步驟所需器材帶滑輪長(zhǎng)木板、導(dǎo)線、220V交流電源）；
②穿紙帶；掛鉤碼，（此步驟所需器材紙帶、鉤碼、細(xì)繩）；
③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，（此步驟所需器材小車(chē)）；
④換紙帶，加鉤碼，再做二次；
⑤處理紙帶，解出某位置的速度和運(yùn)動(dòng)過(guò)程的加速度（在處理紙帶時(shí)需要用刻度尺處理計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的距離）．
由以上過(guò)程可以看出不需要的儀器是低壓交流電源、秒表和天平．
故選：①④⑧；
（2）根據(jù)中點(diǎn)時(shí)刻的速度等于平均速度得：
v₂=$\frac{{s}_{1}}{2T}$；
同理v₅=$\frac{{s}_{2}}{2T}$
根據(jù)勻加速直線運(yùn)動(dòng)位移速度公式可知：
2as₂=v₅²-v₂²
則有a=$\frac{{s}_{2}^{2}-{s}_{1}^{2}}{8{T}^{2}{s}_{3}}$
該同學(xué)測(cè)得的數(shù)據(jù)是s₁=4.00cm=0.04m，s₂=6.60cm=0.066m，s₃=28.10cm=0.281m，
代入數(shù)據(jù)解得：a=2.95m/s²
故答案為：（1）①④⑧；（2）（a）$\frac{{s}_{1}}{2T}$；$\frac{{s}_{2}}{2T}$；$\frac{{s}_{2}^{2}-{s}_{1}^{2}}{8{T}^{2}{s}_{3}}$；（b）2.95 m/s²

點(diǎn)評(píng) 本題考查了“探究勻變速直線運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)中所需實(shí)驗(yàn)器材，以及利用勻變速直線的規(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，提高解決問(wèn)題能力，本題主要考查了勻加速直線運(yùn)動(dòng)的基本規(guī)律，質(zhì)點(diǎn)中點(diǎn)時(shí)刻的速度等于其平均速度，難度不大．