Question

某同學(xué)用圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置研究小車在斜面上的運(yùn)動．實(shí)驗(yàn)步驟如下：
a．安裝好實(shí)驗(yàn)器材．
b．接通電源后，讓拖著紙帶的小車沿斜面向下運(yùn)動，打印出一條點(diǎn)跡清晰的紙帶．舍去開始密集的點(diǎn)跡，從便于測量的點(diǎn)O開始．打點(diǎn)周期為To，每隔1個打印點(diǎn)取一個計(jì)數(shù)點(diǎn)，如圖乙中0，1，2，…，6點(diǎn)所示
c測量1，2，3，…，6計(jì)數(shù)點(diǎn)到0計(jì)數(shù)點(diǎn)的距離，分別記作：s₁、s₂、s₃、…s₄
d．分別計(jì)算出s₁、s₂、s₃、…s₄與對應(yīng)時間的比值

s1

t1

、

s2

t2

、

s3

t3

、…

s6

t6

e、以

s

t

為縱坐標(biāo)、t為橫坐標(biāo)，標(biāo)出

s

t

與對應(yīng)時間t坐標(biāo)點(diǎn)，畫出

s

t

-t圖線．
根據(jù)實(shí)臉步驟，請你完成下列任務(wù)

（1）實(shí)臉中，除打點(diǎn)計(jì)時器（含紙帶、復(fù)寫紙）、小車、平板、鐵架臺、導(dǎo)線及開關(guān)外，在下面的儀器和器材中，必須使用的有

A

和

D

（填選項(xiàng)代號），
A．電壓合適的50Hz交流電旅　B．電壓可調(diào)的直流電源
C．停表　　　　　　　　　　　D．刻度尺
E．天平　　　　　　　　　　　F．重
（2）寫出打印點(diǎn)2時小車的瞬時速度表達(dá)式吸v_t=

S3-S1

2T

（3）該同學(xué)在圖丙中已標(biāo)出1，3，4，6計(jì)數(shù)點(diǎn)對應(yīng)的坐標(biāo)點(diǎn)，請你在該圖中畫出于

s

t

-t圖線．
（4）由圖線判斷，在打O計(jì)數(shù)點(diǎn)時．小車的速度v₀=

0.18

m/s，小車運(yùn)動的加速度a=

4.8

m/s²．

Answer 1

分析：（1）需要交流電源，需要刻度尺測量間距；
（2）根據(jù)平均速度等于中間時刻瞬時速度求解；
（3）采用描點(diǎn)法作圖；
（4）先根據(jù)位移時間關(guān)系公式推導(dǎo)出

S

t

-t圖象的函數(shù)表達(dá)式，得到

s

t

=v0+

1

2

at，即圖象的縱軸截距表示初速度，斜率表示加速度的一半．

解答：解：（1）打點(diǎn)計(jì)時器是利用交流電的電流方向隨著時間迅速改變而工作的，故需要交流電源，而不是直流電源；打點(diǎn)計(jì)時器是計(jì)時工具，故不需要停表；需要刻度尺測量間距；該實(shí)驗(yàn)不需要測量小車的質(zhì)量，故不需要天平；重錘也不需要；故選AD．
（2）平均速度等于中間時刻瞬時速度，第2計(jì)數(shù)點(diǎn)速度等于1、3計(jì)數(shù)點(diǎn)間的平均速度；
故v₂=

S3-S1

2T

；
（3）采用描點(diǎn)法作圖，如圖所示：

（4）根據(jù)位移時間關(guān)系公式s=v₀t+

1

2

at2，可以得到：

s

t

=v0+

1

2

at，即

S

t

-t圖象是直線，圖象的縱軸截距表示初速度，故初速度為0.18m/s；
圖象的斜率表示

1

2

a，故a=2k=2×

0.78-0.18

0.25

=4.8m/s²；
故答案為：（1）A、D；（2）

S3-S1

2T

；（3）如圖所示；（4）0.18，4.8．

點(diǎn)評：本題關(guān)鍵是明確實(shí)驗(yàn)原理，可以根據(jù)位移時間關(guān)系公式推導(dǎo)出

S

t

-t圖象的函數(shù)表達(dá)式進(jìn)行分析．