Question

16．關(guān)于“測定勻變速直線運動的加速度”的實驗：
（1）實驗中，除打點計時器（含紙帶、復(fù)寫紙）、小車、一端帶定滑輪的長木板、導(dǎo)線及開關(guān)外，在下面的儀器和器材中，必須使用的有AC．（填選項代號，不止一項）
A．電壓合適的50Hz交流電源       B．電壓可調(diào)的直流電源
C．刻度尺         D．秒表         E．天平
（2）對于減小實驗誤差來說，采取下列方法中正確的有ACD．
A．選取記數(shù)點，把每打五個點的時間間隔作為一個時間單位
B．使小車運動的加速度盡量小些
C．舍去紙帶上密集的點，只利用點跡清晰，點間間隔適當(dāng)?shù)哪且徊糠诌M行測量、計算
D．選用各處平整程度，光滑程度相同的長木板做實驗
E．實驗時盡量讓小車靠近打點計時器，釋放小車后再打開打點計時器電源
（3）如圖為接在50Hz電源上的打點計時器在物體做勻加速直線運動時打出的一條紙帶，圖中所示的每相鄰的兩個計數(shù)點之間還有4個點未畫出．由圖中所示數(shù)據(jù)可求得：
①物體的加速度為0.600m/s²；
②第3個計數(shù)點與第2個計數(shù)點間的距離為3.00cm；
③打第3個計數(shù)點時該物體的速度為0.330m/s，（以上數(shù)據(jù)均保留三位有效數(shù)字）

Answer 1

分析 （1）根據(jù)實驗的原理確定需要測量的物理量，從而確定所需的器材．
（2）實驗誤差是實驗測量值（包括直接和間接測量值）與真值（客觀存在的準確值）之差；根據(jù)實驗誤差的性質(zhì)及產(chǎn)生的原因，可將誤差分為系統(tǒng)誤差、隨機誤差；
（3）勻變速直線運動中，平均速度等于中間時刻的瞬時速度；根據(jù)勻變速直線運動的推論公式△x=aT²求解加速度．

解答 解：（1）實驗中，除打點計時器（含紙帶、復(fù)寫紙）、小車、平板、鐵架臺、導(dǎo)線及開關(guān)外，在下列的器材中，必須使用的有電壓合適的50Hz交流電源給打點計時器供電，需要用刻度尺測量計數(shù)點之間的距離處理數(shù)據(jù)，故選：AC．
（2）A、選取計數(shù)點，把每打5個點的時間間隔作為一個時間單位，則實際間隔為0.1s，計算結(jié)果為整數(shù)，有利于減小誤差，故A正確；
B、小車運動的加速度大小與誤差大小無關(guān)，故B錯誤；
C、舍去紙帶上密集的點，只利用點跡清晰、點間間隔適當(dāng)?shù)囊徊糠诌M行測量、計算，便于減小測量誤差，故C正確；
D、選用各處平整程度、光滑程度相同的長木板做實驗，則小車做直線運動，長度測量誤差小，故D正確；
E、實驗時，應(yīng)先放開小車，再接通打點計時器電源，由于小車運動較快，可能會使打出來的點很少，不利于數(shù)據(jù)的采集和處理，同時要求開始小車要靠近打點計時器，故E錯誤；
故選：ACD．
（3）①由于每相鄰兩個計數(shù)點間還有4個點沒有畫出，所以相鄰的計數(shù)點間的時間間隔T=0.1s，
根據(jù)勻變速直線運動的推論公式△x=aT²，有：x₃₄-x₁₂=2aT²
解得：a=$\frac{0.036-0.024}{2×0.01}$=0.600m/s²；
②連續(xù)相等的時間間隔內(nèi)位移之差為恒量，即：△x=aT²．
所以△x=x₃₄-x₂₃=x₂₃-x₁₂
故：x₂₃=3.00cm
③勻變速直線運動中，平均速度等于中間時刻的瞬時速度，故：
v₃=$\frac{0.03+0.036}{2×0.1}$=0.330m/s
故答案為：（1）AC；（2）ACD；（3）①0.600，②3.00，③0.330．

點評 掌握實驗原理，明確需要測量的數(shù)據(jù)，了解各實驗儀器的應(yīng)用，尤其是明確打點計時器的工作原理以及具體應(yīng)用．要減小實驗誤差，應(yīng)從誤差產(chǎn)生的來源進行分析，從而采取措施，本實驗主要從如何打好紙帶和如何較準確地測量距離、實驗器材的選取等幾個方面來考慮；
本題關(guān)鍵明確：勻變速直線運動中，平均速度等于中間時刻的瞬時速度；連續(xù)相等的時間間隔內(nèi)位移之差為恒量，即：△x=aT²