Question

19．在“利用電火花打點計時器測定小車做勻變速運動的加速度”的實驗中，下述器材中不需要的是①④⑧（用代號表示）．
①低壓交流電源②220V交流電源③刻度尺④秒表⑤小車⑥帶滑輪的木板⑦紙帶⑧天平⑨電火花計時器
（2）如圖所示，實驗時通過測量打點計時器在紙帶上打下的點跡來測算小車運動的加速度，該同學(xué)在實驗時得到6條紙帶，在每條紙帶上取6個點，如圖所示，每兩個相鄰點的時間間隔T均為0.02s．其中1、2、3點相鄰，4、5、6點相鄰，在3點和4點之間還有若干個點，s₁是1、3兩點的距離，s₂是4、6兩點的距離，s₃是2、5兩點的距離．
（a）測出s₁、s₂、s₃后，計算打第2點時瞬時速度的表達(dá)式是v₂=$\frac{{s}_{1}}{2T}$，計算打第5點時瞬時速度的表達(dá)式v₅=$\frac{{s}_{2}}{2T}$，計算加速度的表達(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）從實驗的過程和步驟以及需要測量的數(shù)據(jù)的角度分析需要的器材；
（2）點2是點1、3的中點時刻，其速度等于1、3點的平均速度，點5是點4、6的中點時刻，其速度等于4、6點的平均速度，
根據(jù)勻加速直線運動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）探究小車速度隨時間變化的關(guān)系的實驗，所需的實驗器材應(yīng)該從實驗的過程和步驟去考慮；
在《利用電火花打點計時器測定小車作勻變速運動的加速度》的實驗中，具體的實驗步驟為：
①木板平放，并使滑輪伸出桌面，把打點計時器固定，連接好電路，（此步驟所需器材帶滑輪長木板、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，然后放開小車，讓小車拖著紙帶運動，打完一條后立即關(guān)閉電源，（此步驟所需器材小車）；
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動過程的加速度（在處理紙帶時需要用刻度尺處理計數(shù)點之間的距離）．
由以上過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)中點時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)勻加速直線運動位移速度公式可知：
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

點評 本題考查了“探究勻變速直線運動”的實驗中所需實驗器材，以及利用勻變速直線的規(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，提高解決問題能力，本題主要考查了勻加速直線運動的基本規(guī)律，質(zhì)點中點時刻的速度等于其平均速度，難度不大．