Question

9．在“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”的實驗中，
①給出如下器材：
A．一段帶有定滑輪的長木板   
B．低壓直流電源    
C．打點計時器    
D．秒表    
E．天平    
F．細(xì)繩和紙帶     
G．鉤碼和小車        
請選出本實驗所用的器材A、C、F、G，你認(rèn)為還需要補充其它器材嗎？刻度尺、導(dǎo)線、低壓交流電源若需要，請補充；若不需要，前一空不填．
②、請按照實驗進(jìn)行的先后順序?qū)⑾率霾襟E的代碼補充填在橫線上BACEDGF
A．把打點計時器固定在長木板沒有滑輪的一端，并連好電路
B． 把長木板平放在實驗桌上，并使滑輪伸出桌面
C．把穿過打點計時器的紙帶固定在小車后面
D．使小車停在靠近打點計時器處，接通電源，放開小車，讓小車運動
E．把一條細(xì)繩拴在小車上，細(xì)繩跨過定滑輪，下面吊著合適的鉤碼
F．換上新紙帶，再重復(fù)實驗兩次     G．?dāng)嚅_電源，取出紙帶
③實驗中得到的紙帶如圖所示，每隔4個點取一個計數(shù)點，共取了0、1、2、3、4、5、6七個計數(shù)點．用尺量出1、2、3、4、5、6點到0點的距離分別是（單位：cm）8.78、16.08、21.87、26.16、28.94、30.22．
請寫出求解的過程，求：（1）2點的瞬時速度；（2）質(zhì)點運動的加速度（用逐差法計算，）

Answer 1

分析 ①根據(jù)實驗的原理確定需要測量的物理量，從而確定所需的器材，如電火花打點計時器使用的是220V交流電源，若紙帶勻變速直線運動，測得紙帶上的計數(shù)點之間的距離，利用勻變速直線運動的推論，可計算出打出某點時紙帶運動的瞬時速度和加速度，因此需要刻度尺測量計數(shù)點之間的距離．
②在“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”的實驗中應(yīng)聯(lián)系實際做實驗的過程，結(jié)合注意事項：使小車停在靠近打點計時器處，接通電源，放開小車，讓小車運動，斷開電源；選出合適的順序．
③根據(jù)勻變速直線運動的推論公式△x=aT²可以求出加速度，根據(jù)勻變速直線運動中時間中點的速度等于該過程中的平均速度，可以求出打紙帶上3點時小車的瞬時速度大小．

解答 解：①實驗使用的計時器為電磁打點計時器，電源必須是低壓的交流電源，不需要低壓直流電源；
刻度尺要用來測量紙帶的點之間的距離，所以必須要有刻度尺；
打點計時器本身就是計時的儀器，所以不需要秒表；
物體的質(zhì)量不需要知道，所以不用天平測物體的質(zhì)量，只需要刻度尺測量計數(shù)點之間的距離
所以本實驗所用的器材A、C、F、G，需要補充刻度尺、導(dǎo)線、低壓交流電源
②在“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”的實驗中，應(yīng)先把長木板平放在實驗桌上，并使滑輪伸出桌面，然后把打點計時器固定在長木板的沒有滑輪的一端，并連好電路，再把穿過打點計時器的紙帶固定在小車后面，把一條細(xì)繩拴在小車上，細(xì)繩跨過定滑輪，下邊吊著合適的鉤碼，使小車停在靠近打點計時器處，接通電源，放開小車，讓小車運動，斷開電源，取出紙帶，最后換上新的紙帶，再重做兩次．
根據(jù)上面的過程可知步驟為：BACEDGF
③由于每相鄰兩個計數(shù)點間還有4個點沒有畫出，所以相鄰的計數(shù)點間的時間間隔T=0.1s，
根據(jù)勻變速直線運動中時間中點的速度等于該過程中的平均速度，可以求出打紙帶上3點時小車的瞬時速度大�。�
v₂=$\frac{{x}_{13}^{\;}}{2T}=\frac{0.2187-0.0878}{0.2}=0.66m/{s}_{\;}^{2}$
設(shè)0到1之間的距離為x₁，以后各段分別為x₂、x₃、x₄，
根據(jù)勻變速直線運動的推論公式△x=aT²可以求出加速度的大小，
得：x₃-x₁=2a₁T² 
x₄-x₂=2a₂T²，
為了更加準(zhǔn)確的求解加速度，我們對兩個加速度取平均值
得：a=$\frac{1}{2}$（a₁+a₂）
代入數(shù)據(jù)得a=$\frac{0.2616-0.1608-0.1608}{4×（0.1）_{\;}^{2}}$=-1.5$m/{s}_{\;}^{2}$
故答案為：①A、C、F、G                 刻度尺、導(dǎo)線、低壓交流電源
 ②BACEDGF
③0.66m/s                              $-1.5m/{s}_{\;}^{2}$

點評 要提高應(yīng)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．