Question

13．某同學(xué)用圖1中所示的實(shí)驗(yàn)裝置研究小車在斜面上的運(yùn)動(dòng)．實(shí)驗(yàn)步驟如下：

a．安裝好實(shí)驗(yàn)器材．
b．接通電源后，讓拖著紙帶的小車沿平板斜面向下運(yùn)動(dòng)，重復(fù)幾次．選出一條點(diǎn)跡比較清晰的紙帶，舍去開始密集的點(diǎn)跡，從便于測量的點(diǎn)開始，每兩個(gè)打點(diǎn)間隔取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，如圖2中0、1、2…、6點(diǎn)所示．
c．測量1、2、3、…、6計(jì)數(shù)點(diǎn)到0計(jì)數(shù)點(diǎn)的距離，分別記作：S₁、S₂、S₃、…、S₆．
d．通過測量和計(jì)算，該同學(xué)判斷出小車沿平板做勻加速直線運(yùn)動(dòng)．
e．分別計(jì)算出S₁、S₂、S₃、…、S₆與對應(yīng)時(shí)間的比值$\frac{{S}_{1}}{{t}_{1}}$、$\frac{{S}_{2}}{{t}_{2}}$、$\frac{{S}_{3}}{{t}_{3}}$、…、$\frac{{S}_{6}}{{t}_{6}}$．
f．以$\frac{S}{t}$為縱坐標(biāo)、t為橫坐標(biāo)，標(biāo)出$\frac{S}{t}$與對應(yīng)時(shí)間t的坐標(biāo)點(diǎn)，畫出$\frac{S}{t}$-t圖線．
結(jié)合上述實(shí)驗(yàn)步驟，請你完成下列任務(wù)：
①實(shí)驗(yàn)中，除打點(diǎn)計(jì)時(shí)器（含紙帶、復(fù)寫紙）、小車、平板、鐵架臺(tái)、導(dǎo)線及開關(guān)外，在下面的儀器和器材中，必須使用的有A和C．（填選項(xiàng)代號(hào)）
A．電壓合適的50Hz交流電源      B．電壓可調(diào)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(jì)數(shù)點(diǎn)對齊，0、1、2、5計(jì)數(shù)點(diǎn)所在位置如圖3所示，則S₂=2.98cm，S₅=13.20cm．（結(jié)果保留兩位小數(shù)）
③該同學(xué)在圖4中已標(biāo)出1、3、4、6計(jì)數(shù)點(diǎn)對應(yīng)的坐標(biāo)，請你在該圖中標(biāo)出與2、5兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)對應(yīng)的坐標(biāo)點(diǎn)，并畫出$\frac{S}{t}$-t圖．
④根據(jù)$\frac{S}{t}$-t圖線判斷，在打0計(jì)數(shù)點(diǎn)時(shí)，小車的速度v₀=0.18m/s，它在斜面上運(yùn)動(dòng)的加速度a=4.8m/s²．（結(jié)果保留兩位小數(shù)）

Answer 1

分析 根據(jù)實(shí)驗(yàn)的原理確定所需測量的物理量，從而確定測量的器材．刻度尺的讀數(shù)需讀到最小刻度的下一位．
根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)中時(shí)間中點(diǎn)的速度等于該過程中的平均速度，可以求出打紙帶上各點(diǎn)時(shí)小車的瞬時(shí)速度大小，用描點(diǎn)連線的方法來處理數(shù)據(jù)，這樣可以減小誤差．

解答 解：①實(shí)驗(yàn)中，除打點(diǎn)計(jì)時(shí)器（含紙帶、復(fù)寫紙）、小車、平板、鐵架臺(tái)、導(dǎo)線及開關(guān)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(diǎn)計(jì)時(shí)器供電，需要用刻度尺測量計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的距離處理數(shù)據(jù)，故選：AC
②將最小刻度為1mm的刻度尺的0刻線與0計(jì)數(shù)點(diǎn)對齊，0、1、2、5計(jì)數(shù)點(diǎn)所在位置如圖2所示，則：
S₂=2.98 cm，S₅=13.20 cm，
③每兩個(gè)打點(diǎn)間隔取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，所以相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為：T=0.04s，
根據(jù)題目的要求得：$\frac{{s}_{2}}{{t}_{2}}$=$\frac{0.0298}{2×0.04}$=0.3725m/s
$\frac{{s}_{5}}{{t}_{5}}$=$\frac{0.1320}{0.04×5}$=0.660m/s
在該圖中標(biāo)出與2、5兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)對應(yīng)的坐標(biāo)點(diǎn)，并畫出$\frac{s}{t}$-t圖線如圖．
④$\frac{s}{t}$-t圖象相當(dāng)于v-$\frac{t}{2}$圖象，
由圖讀出小車的速度為：v₀=0.18m/s；
所以加速度為：a=$\frac{2×（0.760-0.180）}{0.24}$=4.8 m/s²．
故答案為：①A、C；②2.98（2.97～2.99），13.20（13.19～13.21）；③見上圖所示；④0.18（0.16～0.20），4.8（4.50～5.10 ）．

點(diǎn)評 要加強(qiáng)利用勻變速直線的規(guī)律以及推論解答實(shí)驗(yàn)問題的能力，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，提高解決問題能力．