Question

11．（1）某同學用圖1所示的實驗裝置研究小車在斜面上的運動．
①實驗中，除打點計時器（含紙帶、復寫紙）、小車、平板、鐵架臺、導線及開關外，在下面的儀器和器材中，必須使用的有ACF．（填選項代號）
A．電壓合適的50Hz交流電源
B．電壓可調的直流電源
C．刻度尺
D．停表
E．天平
F．重錘
②實驗中所用電源的頻率為50Hz．選取合適的紙帶如圖2，以每5個點為一個記數(shù)點，分別記0、1、2…用刻度尺測得S₁=2.80cm；S₂=4.29cm；S₃=5.79cm；S₄=7.30cm；根據(jù)紙帶中所給的信息，圖中標出的相鄰兩計數(shù)點的時間間隔T=0.1s，當打點計時器打下點“2”時的瞬時速度為v₂=0.504m/s，小車加速度的計算公式為a=$\frac{（{s}_{4}+{s}_{3}）-（{s}_{2}+{s}_{1}）}{4{T}^{2}}$ （每兩個計數(shù)點間的時間間隔用T表示），計算結果為a=1.50m/s²．（保留三位有效數(shù)字）

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．
②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，根據(jù)某段時間內(nèi)的平均速度等于中間時刻的瞬時速度求出2點的瞬時速度．

解答 解：①實驗中，除打點計時器（含紙帶、復寫紙）、小車、平板、鐵架臺、導線及開關外，在下列的器材中，必須使用的有電壓合適的50Hz交流電源給打點計時器供電，需要用刻度尺測量計數(shù)點之間的距離處理數(shù)據(jù)，需要重錘，
故選：ACF．
②每5個點為一個記數(shù)點，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2點時小車的瞬時速度大�。�
v₂=$\frac{{x}_{13}}{2T}$=$\frac{0.0429+0.0579}{0.2}$=0.504m/s
根據(jù)勻變速直線運動的推論公式△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）
即小車運動的加速度計算表達式為：
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．

點評 要提高應用勻變速直線的規(guī)律以及推論解答實驗問題的能力，在平時練習中要加強基礎知識的理解與應用．要注意單位的換算和有效數(shù)字的保留．