Question

13．某同学用图1中所示的实验装置研究小车在斜面上的运动．实验步骤如下：

a．安装好实验器材．
b．接通电源后，让拖着纸带的小车沿平板斜面向下运动，重复几次．选出一条点迹比较清晰的纸带，舍去开始密集的点迹，从便于测量的点开始，每两个打点间隔取一个计数点，如图2中0、1、2…、6点所示．
c．测量1、2、3、…、6计数点到0计数点的距离，分别记作：S₁、S₂、S₃、…、S₆．
d．通过测量和计算，该同学判断出小车沿平板做匀加速直线运动．
e．分别计算出S₁、S₂、S₃、…、S₆与对应时间的比值$\frac{{S}_{1}}{{t}_{1}}$、$\frac{{S}_{2}}{{t}_{2}}$、$\frac{{S}_{3}}{{t}_{3}}$、…、$\frac{{S}_{6}}{{t}_{6}}$．
f．以$\frac{S}{t}$为纵坐标、t为横坐标，标出$\frac{S}{t}$与对应时间t的坐标点，画出$\frac{S}{t}$-t图线．
结合上述实验步骤，请你完成下列任务：
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，在下面的仪器和器材中，必须使用的有A和C．（填选项代号）
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            F．重锤
②将最小刻度为1mm的刻度尺的0刻线与0计数点对齐，0、1、2、5计数点所在位置如图3所示，则S₂=2.98cm，S₅=13.20cm．（结果保留两位小数）
③该同学在图4中已标出1、3、4、6计数点对应的坐标，请你在该图中标出与2、5两个计数点对应的坐标点，并画出$\frac{S}{t}$-t图．
④根据$\frac{S}{t}$-t图线判断，在打0计数点时，小车的速度v₀=0.18m/s，它在斜面上运动的加速度a=4.8m/s²．（结果保留两位小数）

Answer 1

分析 根据实验的原理确定所需测量的物理量，从而确定测量的器材．刻度尺的读数需读到最小刻度的下一位．
根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度，可以求出打纸带上各点时小车的瞬时速度大小，用描点连线的方法来处理数据，这样可以减小误差．

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将最小刻度为1mm的刻度尺的0刻线与0计数点对齐，0、1、2、5计数点所在位置如图2所示，则：
S₂=2.98 cm，S₅=13.20 cm，
③每两个打点间隔取一个计数点，所以相邻的计数点间的时间间隔为：T=0.04s，
根据题目的要求得：$\frac{{s}_{2}}{{t}_{2}}$=$\frac{0.0298}{2×0.04}$=0.3725m/s
$\frac{{s}_{5}}{{t}_{5}}$=$\frac{0.1320}{0.04×5}$=0.660m/s
在该图中标出与2、5两个计数点对应的坐标点，并画出$\frac{s}{t}$-t图线如图．
④$\frac{s}{t}$-t图象相当于v-$\frac{t}{2}$图象，
由图读出小车的速度为：v₀=0.18m/s；
所以加速度为：a=$\frac{2×（0.760-0.180）}{0.24}$=4.8 m/s²．
故答案为：①A、C；②2.98（2.97～2.99），13.20（13.19～13.21）；③见上图所示；④0.18（0.16～0.20），4.8（4.50～5.10 ）．

点评 要加强利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，提高解决问题能力．