Question

（1）在“探究小車速度隨時間變化的規律”實驗中，從下列所給器材中選出本實驗所必須的器材有

①④⑤⑥⑦⑨

；
①電火花計時器    ②天平     ③低壓直流電源    ④細繩
⑤紙帶            ⑥小車     ⑦鉤碼            ⑧秒表
⑨一端有帶滑輪的長木板
（2）其中器材中的電火花計時器是一種使用

交流

電源（填“直流”或“交流”）的儀器，它的工作電壓是_

220

V，當電源的頻率是50Hz時，它每隔

0.02

s打一次點．
（3）某同學得到一條紙帶，如圖所示，并且每隔四個計時點取一個計數點，已知每兩個計數點間的距離為s，時間間隔為T，且s₁=2.28cm，s₂=3.04cm，s₃=3.82cm，s₄=4.58cm，s₅=5.36cm，s₆=6.14cm，為了減小誤差，此計算此紙帶的加速度的公式是a=

s4+s5+s6-s3-s2-s1

9T2

，結果為a=

1.79

m/s²，打計數點4時紙帶的速度大小v=

0.497

_m/s．（結果保留3位有效數字）

Answer 1

分析：探究小車速度隨時間變化的關系的實驗，所需的實驗器材應該從實驗的過程和步驟去考慮．
根據在勻變速直線勻速中時間中點的瞬時速度大小等于該過程中的平均速度大小可以求出某點的瞬時速度大小；利用逐差法可以求出小車的加速度大小．

解答：解：（1）在“探究小車速度隨時間變化的規律”實驗中，所需的實驗步驟：
（1）木板平放，并使滑輪伸出桌面，把打點計時器固定，連接好電路，（此處所需的儀器有①⑨）
（2）穿紙帶；掛鉤碼，（此處所需的儀器有④⑤⑦）
（3）先接通電源，然后放開小車，讓小車拖著紙帶運動，打完一條后立即關閉電源，（此處所需的儀器有⑥）
（4）換紙帶，加鉤碼，再做二次．
（5）處理紙帶，解出某位置的速度和運動過程的加速度．
由實驗步驟可以看出需要的儀器有①④⑤⑥⑦⑨；
（2）電火花打點計時器是使用220V交流電源的儀器，其打點周期與交流電的周期相同，若交流電頻率為50赫茲，則其打點周期為0.02s．
（3）根據逐差法求加速度有：
s₆-s₃=3a₁T²
s₅-s₂=3a₂T²
s₄-s₁=3a₃T²
為了結果準確求三次加速度的平均值得：a=

a1+a2+a3

3

=

s4+s5+s6-s3-s2-s1

9T2

代入數據得：a=

(4.58+5.36+6.14-3.82-3.04-2.28)×10-2

9×0．12

=1.79m/s²
打計數點4時紙帶的速度大小v₄=

s4+s5

2T

=

(4.58+5.36)×10-2

2×0.1

=0.497m/s
故答案為：（1）①④⑤⑥⑦⑨（2）交流；220；0.02（3）

s4+s5+s6-s3-s2-s1

9T2

；1.79；0.497．

點評：要探究一個物體的運動隨時間變化的規律，必須知道物體在不同時刻的速度，直接測量瞬時速度是比較困難的，我們可以借助打點計時器先記錄物體在不同時刻的位置，再通過對紙帶的分析，計算得到各個時刻的瞬時速度．