Question

9．在“探究小車(chē)速度隨時(shí)間變化的規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中，
①給出如下器材：
A．一段帶有定滑輪的長(zhǎng)木板   
B．低壓直流電源    
C．打點(diǎn)計(jì)時(shí)器    
D．秒表    
E．天平    
F．細(xì)繩和紙帶     
G．鉤碼和小車(chē)        
請(qǐng)選出本實(shí)驗(yàn)所用的器材A、C、F、G，你認(rèn)為還需要補(bǔ)充其它器材嗎？刻度尺、導(dǎo)線(xiàn)、低壓交流電源若需要，請(qǐng)補(bǔ)充；若不需要，前一空不填．
②、請(qǐng)按照實(shí)驗(yàn)進(jìn)行的先后順序?qū)⑾率霾襟E的代碼補(bǔ)充填在橫線(xiàn)上BACEDGF
A．把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在長(zhǎng)木板沒(méi)有滑輪的一端，并連好電路
B． 把長(zhǎng)木板平放在實(shí)驗(yàn)桌上，并使滑輪伸出桌面
C．把穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶固定在小車(chē)后面
D．使小車(chē)停在靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器處，接通電源，放開(kāi)小車(chē)，讓小車(chē)運(yùn)動(dòng)
E．把一條細(xì)繩拴在小車(chē)上，細(xì)繩跨過(guò)定滑輪，下面吊著合適的鉤碼
F．換上新紙帶，再重復(fù)實(shí)驗(yàn)兩次     G．?dāng)嚅_(kāi)電源，取出紙帶
③實(shí)驗(yàn)中得到的紙帶如圖所示，每隔4個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，共取了0、1、2、3、4、5、6七個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)．用尺量出1、2、3、4、5、6點(diǎn)到0點(diǎn)的距離分別是（單位：cm）8.78、16.08、21.87、26.16、28.94、30.22．
請(qǐng)寫(xiě)出求解的過(guò)程，求：（1）2點(diǎn)的瞬時(shí)速度；（2）質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的加速度（用逐差法計(jì)算，）

Answer 1

分析 ①根據(jù)實(shí)驗(yàn)的原理確定需要測(cè)量的物理量，從而確定所需的器材，如電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的是220V交流電源，若紙帶勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，測(cè)得紙帶上的計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的距離，利用勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的推論，可計(jì)算出打出某點(diǎn)時(shí)紙帶運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)速度和加速度，因此需要刻度尺測(cè)量計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的距離．
②在“探究小車(chē)速度隨時(shí)間變化的規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中應(yīng)聯(lián)系實(shí)際做實(shí)驗(yàn)的過(guò)程，結(jié)合注意事項(xiàng)：使小車(chē)停在靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器處，接通電源，放開(kāi)小車(chē)，讓小車(chē)運(yùn)動(dòng)，斷開(kāi)電源；選出合適的順序．
③根據(jù)勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的推論公式△x=aT²可以求出加速度，根據(jù)勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)中時(shí)間中點(diǎn)的速度等于該過(guò)程中的平均速度，可以求出打紙帶上3點(diǎn)時(shí)小車(chē)的瞬時(shí)速度大小．

解答 解：①實(shí)驗(yàn)使用的計(jì)時(shí)器為電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，電源必須是低壓的交流電源，不需要低壓直流電源；
刻度尺要用來(lái)測(cè)量紙帶的點(diǎn)之間的距離，所以必須要有刻度尺；
打點(diǎn)計(jì)時(shí)器本身就是計(jì)時(shí)的儀器，所以不需要秒表；
物體的質(zhì)量不需要知道，所以不用天平測(cè)物體的質(zhì)量，只需要刻度尺測(cè)量計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的距離
所以本實(shí)驗(yàn)所用的器材A、C、F、G，需要補(bǔ)充刻度尺、導(dǎo)線(xiàn)、低壓交流電源
②在“探究小車(chē)速度隨時(shí)間變化的規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中，應(yīng)先把長(zhǎng)木板平放在實(shí)驗(yàn)桌上，并使滑輪伸出桌面，然后把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在長(zhǎng)木板的沒(méi)有滑輪的一端，并連好電路，再把穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶固定在小車(chē)后面，把一條細(xì)繩拴在小車(chē)上，細(xì)繩跨過(guò)定滑輪，下邊吊著合適的鉤碼，使小車(chē)停在靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器處，接通電源，放開(kāi)小車(chē)，讓小車(chē)運(yùn)動(dòng)，斷開(kāi)電源，取出紙帶，最后換上新的紙帶，再重做兩次．
根據(jù)上面的過(guò)程可知步驟為：BACEDGF
③由于每相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn)沒(méi)有畫(huà)出，所以相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔T=0.1s，
根據(jù)勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)中時(shí)間中點(diǎn)的速度等于該過(guò)程中的平均速度，可以求出打紙帶上3點(diǎn)時(shí)小車(chē)的瞬時(shí)速度大�。�
v₂=$\frac{{x}_{13}^{\;}}{2T}=\frac{0.2187-0.0878}{0.2}=0.66m/{s}_{\;}^{2}$
設(shè)0到1之間的距離為x₁，以后各段分別為x₂、x₃、x₄，
根據(jù)勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的推論公式△x=aT²可以求出加速度的大小，
得：x₃-x₁=2a₁T² 
x₄-x₂=2a₂T²，
為了更加準(zhǔn)確的求解加速度，我們對(duì)兩個(gè)加速度取平均值
得：a=$\frac{1}{2}$（a₁+a₂）
代入數(shù)據(jù)得a=$\frac{0.2616-0.1608-0.1608}{4×（0.1）_{\;}^{2}}$=-1.5$m/{s}_{\;}^{2}$
故答案為：①A、C、F、G                 刻度尺、導(dǎo)線(xiàn)、低壓交流電源
 ②BACEDGF
③0.66m/s                              $-1.5m/{s}_{\;}^{2}$

點(diǎn)評(píng) 要提高應(yīng)用勻變速直線(xiàn)的規(guī)律以及推論解答實(shí)驗(yàn)問(wèn)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．