Question

11．在“测定匀变速直线运动的加速度”实验中，
（1）实验室提供了以下器材：打点计时器、一端附有滑轮的长木板、小车、纸带、细绳、钩、码、天平、交流电源、复写纸、秒表．其中在本实验中不需要的器材有：天平、秒表、缺少的器材是：刻度尺
（2）如图1所示为记录小车运动情况的一条纸带，图中A、B、C、D、E为相邻的计数点，相邻计数点间的时间间隔T=0.1s．（结果保留三位有效数字）

（a）计算D、C、B各点的瞬时速度，v_D=3.90m/s，v_C=2.64m/s，v_B=1.38m/s．
（b）在如图2所示坐标系中作出小车的v-t图象，并根据图象求出a=12.6 m/s²．

Answer 1

分析 （1）本题比较简单，根据实验目的明确实验步骤和所要测量的物理量，即可知道实验所需要的实验器材；
（2）根据匀变速运动的物体在某段时间内的平均速度等于该段时间中间时刻的瞬时速度，据此求出各点的瞬时速度．根据图象，结合公式a=$\frac{△v}{△t}$，可以求出加速度的大小．

解答 解：（1）在本实验中不需要测量小车或砝码的质量因此不需要天平，电磁打点计时器使用的是低压交流电源，因此电池组本实验中不需要，同时打点计时器记录了小车运动时间，因此不需要停表．
打点计时器还需要交流电源，为了得到小车的运动规律，还需要刻度尺来测量计数点之间的距离，用来计算速度和加速度．所以需要低压交流电源、刻度尺．
故不需要的器材有：天平、秒表、缺少的器材是：刻度尺；
（2）（a）计数点间的时间间隔T=0.1s，
D点的瞬时速度为：
v_D=$\frac{xCE}{2T}$=$\frac{78.0}{2×0.1}$ cm/s=390 cm/s=3.90 m/s，
C点的瞬时速度为：
v_C=$\frac{xBD}{2T}$=$\frac{52.80}{2×0.1}$ cm/s=264 cm/s=2.64 m/s，
B点的瞬时速度为：
v_B=$\frac{xAC}{2T}$=$\frac{27.60}{2×0.1}$ cm/s=138 cm/s=1.38 m/s．
由（1）中数据作出小车的v-t图象如图所示，由图线的斜率可求得它的平均加速度．
a=$\frac{△v}{△t}$=$\frac{1.26}{0.1}$ m/s²=12.6 m/s²．
故答案为：（1）天平、秒表，刻度尺； （2）3.90，2.64，1.38；（3）12.6．

点评 本题属于基础简单题目，对于实验器材的选取一是根据实验目的进行，二是要进行动手实验，体会每种器材的作用；
要提高应用匀变速直线的规律以及推论解答实验问题的能力，在平时练习中要加强基础知识的理解与应用．要注意单位的换算．