Question

2．某同學(xué)用如圖a所示的實(shí)驗(yàn)裝置研究小車(chē)在斜面上的運(yùn)動(dòng)．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(chē)沿斜面向下運(yùn)動(dòng)，重復(fù)幾次，選出一條點(diǎn)跡清晰的紙帶．舍去開(kāi)始密集的點(diǎn)跡，從便于測(cè)量的點(diǎn)開(kāi)始，每隔2個(gè)打點(diǎn)間隔取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，如圖b中0，1，2，…，6點(diǎn)所示
c、測(cè)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：x₁、x₂、x₃…x₆
d、通過(guò)測(cè)量和計(jì)算，該同學(xué)判斷出小車(chē)沿平板做勻速直線運(yùn)動(dòng)．
e、分別計(jì)算出x₁、x₂、x₃…x₆與對(duì)應(yīng)時(shí)間的比值$\frac{x_1}{t_1}、\frac{x_2}{t_2}、\frac{x_3}{t_3}、…、\frac{x_6}{t_6}$．
f、以$\frac{x}{t}$為縱坐標(biāo)、t為橫坐標(biāo)，標(biāo)出$\frac{x}{t}$與對(duì)應(yīng)時(shí)間t的坐標(biāo)點(diǎn)，畫(huà)出$\frac{x}{t}$-t圖線．
結(jié)合上述實(shí)驗(yàn)步驟，請(qǐng)你完成下列任務(wù)：
（1）實(shí)驗(yàn)中，除打點(diǎn)及時(shí)器（含紙帶、復(fù)寫(xiě)紙）、小車(chē)、平板、鐵架臺(tái)、導(dǎo)線及開(kāi)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(hào)）
A、電壓合適的50Hz交流電源　          B、電壓可調(diào)的直流電源
C、停表　　　 　　D、刻度尺           E、天平　 　　　　　F、重錘
（2）將最小刻度為1mm的刻度尺的0刻線與0記數(shù)點(diǎn)對(duì)齊，0，1，2，5記數(shù)點(diǎn)所在的位置如圖乙所示，則x₂=3.00cm，x₅=13.20cm．
（3）該同學(xué)在圖c中已標(biāo)
出1，3，4，6計(jì)數(shù)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)點(diǎn)，請(qǐng)你在該圖中畫(huà)出$\frac{x}{t}$-t圖線．
（4）根據(jù)$\frac{x}{t}$-t圖線判斷，在打O計(jì)數(shù)點(diǎn)時(shí)．小車(chē)的速度v₀=0.180m/s，它在斜面上運(yùn)動(dòng)的加速度a=4.80m/s²．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)的原理確定所需測(cè)量的物理量，從而確定所需的器材．
（2）刻度尺的讀數(shù)需要讀到最小刻度的下一位．
（3）作出$\frac{x}{t}$-t圖線．
（4）根據(jù)位移表達(dá)式得出$\frac{x}{t}-t$的函數(shù)表達(dá)式，結(jié)合圖線的斜率和截距求出初速度和加速度．

解答 解：（1）實(shí)驗(yàn)中，除打點(diǎn)計(jì)時(shí)器（含紙帶、復(fù)寫(xiě)紙）、小車(chē)、平板、鐵架臺(tái)、導(dǎo)線及開(kāi)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(diǎn)計(jì)時(shí)器供電，需要用刻度尺測(cè)量計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的距離處理數(shù)據(jù)．
故選：A、D；
（2）將最小刻度為1mm的刻度尺的0刻線與0計(jì)數(shù)點(diǎn)對(duì)齊，0、1、2、5計(jì)數(shù)點(diǎn)所在位置如圖2乙所示，則x₂=3.00cm，x₅=13.20cm，
每?jī)蓚�(gè)打點(diǎn)間隔取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，所以相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔T=0.04s，
（3）已標(biāo)出1、3、4、6計(jì)數(shù)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)，則在該圖中標(biāo)出2、5兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)點(diǎn)，并平滑連接圖象，如下圖所示；
（4）根據(jù)位移時(shí)間關(guān)系公式x=v₀t+$\frac{1}{2}a{t}^{2}$，則$\frac{x}{t}={v}_{0}+\frac{1}{2}at$
根據(jù)上圖可知，縱軸截距表示初速度，則v₀=0.180m/s；
圖線的斜率k=$\frac{1}{2}a$，則a=2k，
得：a=2×$\frac{0.78-0.18}{0.25}$=4.80m/s²；
故答案為：（1）A，D；（2）3.00；13.20；（3）如圖所示；（4）0.180；4.80．

點(diǎn)評(píng) 本題關(guān)鍵是明確實(shí)驗(yàn)原理，可以根據(jù)位移時(shí)間關(guān)系公式推導(dǎo)出$\frac{x}{t}-t$的函數(shù)表達(dá)式是關(guān)鍵，知道圖線的斜率和截距的物理意義．