Question

17．某同學用如圖1所示的實驗裝置研究小車在斜面上的運動．實驗步驟如下：
a．安裝好實驗器材．
b．接通電源后，讓拖著紙帶的小車沿平板斜面向下運動，重復幾次．選出一條點跡比較清晰的紙帶，舍去開始密集的點跡，從便于測量的點開始，每兩個打點間隔取一個計數點，如下圖中0、1、2、…、6點所示．
c．測量1、2、3、…、6計數點到0計數點的距離，分別記為S₁、S₂、S₃、…、S₆．
d．通過測量和計算，該同學判斷出小車沿平板做勻變速直線運動．
e．分別計算出s₁、s₂、s₃、…、s₆與對應時間的比$\frac{{S}_{1}}{{t}_{1}}$，$\frac{{S}_{2}}{{t}_{2}}$，$\frac{{S}_{3}}{{t}_{3}}$，…，$\frac{{S}_{6}}{{t}_{6}}$．以$\frac{S}{t}$為縱坐標、t為橫坐標，標出$\frac{S}{t}$與對應時間t的坐標點，畫出$\frac{S}{t}$-t圖象．
結合上述實驗步驟，請你完成下列任務：
（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A和C（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．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計數點對齊，0、1、2、5計數點所在位置如圖2所示，則：S₂=2.98cm，S₅=13.20　cm
（3）該同學在圖3中已標出1、3、6計數點對應的坐標，請你在該圖中標出與2、5兩個計數點對應的坐標點，并畫出$\frac{S}{t}$-t．
（4）根據$\frac{S}{t}$-t圖線判斷，小車在斜面上運動的加速度a=4.70m/s²

Answer 1

分析 （1）根據實驗原理和數據處理可知需要的儀器；
（2）刻度尺的讀數需要估讀，在讀數時要注意；
（3）利用描點法可以正確畫出圖象；
（4）根據運動學公式求出根據$\frac{s}{t}-t$的函數關系，結合數學知識明確斜率和截距的含義即可正確解答．

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點之間的距離處理數據，故選AC．
（2）根據刻度尺的示數可知，s₂=2.98cm，s₅=13.20cm．
（3）利用描點法得出圖象以及2、5兩個計數點對應的坐標點如下所示：
（4）由于$\frac{s}{t}$表示中間時刻的速度，所以$\frac{s}{t}$-t圖線的時間擴大為原來的兩倍，
根據$\frac{s}{t}$-t圖線的斜率求出它在斜面上運動的加速度a=4.70 m/s²．
故答案為：（1）A、C，（2）2.98，13.20，（3）如圖所示，（4）4.70．

點評 此題主要考查紙帶的處理問題，要注意實驗原理、操作細節(jié)，單位的換算；同時注意速度-時間圖象的應用，要明確斜率、截距的含義，加強數學知識在物理中的應用．