Question

（2009?廣東模擬）（1）甲乙兩位同學(xué)做“利用打點計時器研究勻變速直線運動”的實驗時：
①他們選取了一條點跡清晰的紙帶，進(jìn)行測量，甲認(rèn)為應(yīng)該把刻度尺的零刻線與第一個計數(shù)點0對齊，然后依次讀取每個計數(shù)點對應(yīng)的刻度值，再求得各段的長度；乙認(rèn)為應(yīng)該用刻度尺分別測量各段的長度，直接記錄數(shù)據(jù)，可以省去計算的麻煩．那么，關(guān)于他們的做法有以下三種認(rèn)識：
A．兩種方法各有利弊，都可以；B．甲的方法的更符合試驗要求；C．乙的方法的更符合試驗要求．
你認(rèn)為正確的方法是

B

．
②下面是一條他們選好的紙帶，并已測出了各個計數(shù)點的間距是s₁、s₂、s₃、s₄、s₅、s₆，如圖：

甲、乙同學(xué)各自想出了一種求加速度的方法：
甲：根據(jù)s₂-s₁=a₁T²，s₃-s₂=a₂T²，s₄-s₃=a₃T²，s₅-s₄=a₄T²，s₆-s₅=a₅T²，分別求出a₁、a₂、a₃、a₄、a₅，再求平均值

.

a

=

a1+a2+a3+a4+a5

5

；
乙：根據(jù)（s₄+s₅+s₆）-（s₁+s₂+s₃）=a（3T）²，求得a=

(s4+s5+s6)-(s1+s2+s3)

9T2

．
你認(rèn)為應(yīng)采用同學(xué)

乙

的方法更好．
（2）（10分）某實驗小組利用如圖甲所示的實驗裝置來驗證鉤碼和滑塊所組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒．

①實驗前需要調(diào)整氣墊導(dǎo)軌底座使之水平，利用現(xiàn)有器材如何判斷導(dǎo)軌是否水平？

接通氣源，將滑塊靜置于氣墊導(dǎo)軌上，若滑塊基本保持靜止，則說明導(dǎo)軌是水平的

．
②如圖乙所示，用游標(biāo)卡尺測得遮光條的寬度d=

0.52

cm；實驗時將滑塊從圖示位置由靜止釋放，由數(shù)字計時器讀出遮光條通過光電門的時間△t=1.2×10^-2s，則滑塊經(jīng)過光電門時的瞬時速度為

0.43

m/s．在本次實驗中還需要測量的物理量有：鉤碼的質(zhì)量m、

滑塊上的遮光條初始位置到光電門的距離s

和

滑塊的質(zhì)量M

（文字說明并用相應(yīng)的字母表示）．
③本實驗通過比較

mgs

和

1

2

(m+M)(

d

△t

)2

在實驗誤差允許的范圍內(nèi)相等（用測量的物理量符號表示），從而驗證了系統(tǒng)的機(jī)械能守恒．

Answer 1

分析：（1）通過測量誤差的角度確定合適的方法．在求解加速度時運用逐差法求解比較好．
（2）游標(biāo)卡尺的讀數(shù)等于主尺讀數(shù)加上游標(biāo)讀數(shù)，不需估讀．運用極短時間內(nèi)的平均速度等于瞬時速度求出滑塊通過光電門的瞬時速度．
根據(jù)實驗的原理確定需要測量的物理量．

解答：解：（1）①在測量各點間的距離時，甲的方法的更符合試驗要求，乙的方案測量誤差大．故選B．
②乙采取逐差法，運用逐差法求解加速度方法較好，甲的方法中測量的數(shù)據(jù)中只有s₁、s₆有用，其它的都會被約去．可知乙的方法較好．
（2）①判斷導(dǎo)軌是否水平，接通氣源，將滑塊靜置于氣墊導(dǎo)軌上，若滑塊基本保持靜止，則說明導(dǎo)軌是水平的．
②③游標(biāo)卡尺的讀數(shù)為5mm+0.1×2mm=5.2mm=0.52cm．則塊經(jīng)過光電門時的瞬時速度為v=

d

△t

=

0.52×10-2

1.2×10-2

m/s≈0.43m/s．
驗證系統(tǒng)機(jī)械能守恒，系統(tǒng)重力勢能的減小量為mgs，系統(tǒng)動能的增加量為

1

2

(m+M)(

d

△t

)2，即驗證mgs與

1

2

(m+M)(

d

△t

)2 是否相等．則還需測量的物理量為滑塊上的遮光條初始位置到光電門的距離s，滑塊的質(zhì)量M．
故答案為：（1）①B；②乙
（2）①接通氣源，將滑塊靜置于氣墊導(dǎo)軌上，若滑塊基本保持靜止，則說明導(dǎo)軌是水平的（或輕推滑塊，滑塊能基本做勻速直線運動）．
②0.52，0.43，滑塊上的遮光條初始位置到光電門的距離s，滑塊的質(zhì)量M； ③mgs，

1

2

(m+M)(

d

△t

)2．

點評：常用儀器的讀數(shù)要掌握，這是物理實驗的基礎(chǔ)．處理實驗時一定要找出實驗原理，根據(jù)實驗原理我們可以尋找需要測量的物理量和需要注意的事項．