Question

【題目】在“探究小車速度隨時間變化的規律”的實驗中，

（1）給出如下器材：

A．一段帶有定滑輪的長木板

B．低壓直流電源

C．打點計時器

D．秒表

E．天平

F．細繩和紙帶

G．鉤碼和小車

請選出本實驗所用的器材________，你認為還需要補充其它器材嗎？________若需要，請補充；若不需要，前一空不填．

（2）請按照實驗進行的先后順序將下述步驟的代碼補充填在橫線上________

A．把打點計時器固定在長木板沒有滑輪的一端，并連好電路

B．把長木板平放在實驗桌上，并使滑輪伸出桌面

C．把穿過打點計時器的紙帶固定在小車后面

D．使小車停在靠近打點計時器處，接通電源，放開小車，讓小車運動

E．把一條細繩拴在小車上，細繩跨過定滑輪，下面吊著合適的鉤碼

F．換上新紙帶，再重復實驗兩次G．斷開電源，取出紙帶

（3）實驗中得到的紙帶如圖所示，每隔4個點取一個計數點，共取了0、1、2、3、4、5、6七個計數點．用尺量出1、2、3、4、5、6點到0點的距離分別是（單位：cm）8.78、16.08、21.87、26.16、28.94、30.22．請寫出求解的過程，求：（I）2點的瞬時速度_______；（II）質點運動的加速度_______（用逐差法計算，）

Answer 1

【答案】 A、C、F、G 刻度尺、導線、低壓交流電源 B、A、C、E、D、G、F 0.66m/s

【解析】

根據實驗的原理確定需要測量的物理量，從而確定所需的器材，如電火花打點計時器使用的是220V交流電源，若紙帶勻變速直線運動，測得紙帶上的計數點之間的距離，利用勻變速直線運動的推論，可計算出打出某點時紙帶運動的瞬時速度和加速度，因此需要刻度尺測量計數點之間的距離．在“探究小車速度隨時間變化的規律”的實驗中應聯系實際做實驗的過程，結合注意事項：使小車停在靠近打點計時器處，接通電源，放開小車，讓小車運動，斷開電源；選出合適的順序．根據勻變速直線運動的推論公式△x=aT2可以求出加速度，根據勻變速直線運動中時間中點的速度等于該過程中的平均速度，可以求出打紙帶上3點時小車的瞬時速度大小．

①實驗使用的計時器為電磁打點計時器，電源必須是低壓的交流電源，不需要低壓直流電源；刻度尺要用來測量紙帶的點之間的距離，所以必須要有刻度尺；打點計時器本身就是計時的儀器，所以不需要秒表；物體的質量不需要知道，所以不用天平測物體的質量，只需要刻度尺測量計數點之間的距離，所以本實驗所用的器材A、C、F、G，需要補充刻度尺、導線、低壓交流電源；

②在“探究小車速度隨時間變化的規律”的實驗中，應先把長木板平放在實驗桌上，并使滑輪伸出桌面，然后把打點計時器固定在長木板的沒有滑輪的一端，并連好電路，再把穿過打點計時器的紙帶固定在小車后面，把一條細繩拴在小車上，細繩跨過定滑輪，下邊吊著合適的鉤碼，使小車停在靠近打點計時器處，接通電源，放開小車，讓小車運動，斷開電源，取出紙帶，最后換上新的紙帶，再重做兩次．根據上面的過程可知步驟為：BACEDGF
③（I）由于每相鄰兩個計數點間還有4個點沒有畫出，所以相鄰的計數點間的時間間隔T=0.1s，
根據勻變速直線運動中時間中點的速度等于該過程中的平均速度，可以求出打紙帶上2點時小車的瞬時速度大小：，

（II）設0到1之間的距離為，以后各段分別為，根據勻變速直線運動的推論公式可以求出加速度的大小，得，，為了更加準確的求解加速度，我們對兩個加速度取平均值，得，代入數據得．