Question

16．关于“测定匀变速直线运动的加速度”的实验：
（1）实验中，除打点计时器（含纸带、复写纸）、小车、一端带定滑轮的长木板、导线及开关外，在下面的仪器和器材中，必须使用的有AC．（填选项代号，不止一项）
A．电压合适的50Hz交流电源       B．电压可调的直流电源
C．刻度尺         D．秒表         E．天平
（2）对于减小实验误差来说，采取下列方法中正确的有ACD．
A．选取记数点，把每打五个点的时间间隔作为一个时间单位
B．使小车运动的加速度尽量小些
C．舍去纸带上密集的点，只利用点迹清晰，点间间隔适当的那一部分进行测量、计算
D．选用各处平整程度，光滑程度相同的长木板做实验
E．实验时尽量让小车靠近打点计时器，释放小车后再打开打点计时器电源
（3）如图为接在50Hz电源上的打点计时器在物体做匀加速直线运动时打出的一条纸带，图中所示的每相邻的两个计数点之间还有4个点未画出．由图中所示数据可求得：
①物体的加速度为0.600m/s²；
②第3个计数点与第2个计数点间的距离为3.00cm；
③打第3个计数点时该物体的速度为0.330m/s，（以上数据均保留三位有效数字）

Answer 1

分析 （1）根据实验的原理确定需要测量的物理量，从而确定所需的器材．
（2）实验误差是实验测量值（包括直接和间接测量值）与真值（客观存在的准确值）之差；根据实验误差的性质及产生的原因，可将误差分为系统误差、随机误差；
（3）匀变速直线运动中，平均速度等于中间时刻的瞬时速度；根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT²求解加速度．

解答 解：（1）实验中，除打点计时器（含纸带、复写纸）、小车、平板、铁架台、导线及开关外，在下列的器材中，必须使用的有电压合适的50Hz交流电源给打点计时器供电，需要用刻度尺测量计数点之间的距离处理数据，故选：AC．
（2）A、选取计数点，把每打5个点的时间间隔作为一个时间单位，则实际间隔为0.1s，计算结果为整数，有利于减小误差，故A正确；
B、小车运动的加速度大小与误差大小无关，故B错误；
C、舍去纸带上密集的点，只利用点迹清晰、点间间隔适当的一部分进行测量、计算，便于减小测量误差，故C正确；
D、选用各处平整程度、光滑程度相同的长木板做实验，则小车做直线运动，长度测量误差小，故D正确；
E、实验时，应先放开小车，再接通打点计时器电源，由于小车运动较快，可能会使打出来的点很少，不利于数据的采集和处理，同时要求开始小车要靠近打点计时器，故E错误；
故选：ACD．
（3）①由于每相邻两个计数点间还有4个点没有画出，所以相邻的计数点间的时间间隔T=0.1s，
根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT²，有：x₃₄-x₁₂=2aT²
解得：a=$\frac{0.036-0.024}{2×0.01}$=0.600m/s²；
②连续相等的时间间隔内位移之差为恒量，即：△x=aT²．
所以△x=x₃₄-x₂₃=x₂₃-x₁₂
故：x₂₃=3.00cm
③匀变速直线运动中，平均速度等于中间时刻的瞬时速度，故：
v₃=$\frac{0.03+0.036}{2×0.1}$=0.330m/s
故答案为：（1）AC；（2）ACD；（3）①0.600，②3.00，③0.330．

点评 掌握实验原理，明确需要测量的数据，了解各实验仪器的应用，尤其是明确打点计时器的工作原理以及具体应用．要减小实验误差，应从误差产生的来源进行分析，从而采取措施，本实验主要从如何打好纸带和如何较准确地测量距离、实验器材的选取等几个方面来考虑；
本题关键明确：匀变速直线运动中，平均速度等于中间时刻的瞬时速度；连续相等的时间间隔内位移之差为恒量，即：△x=aT²