Question

4．某同學用如圖1所示的實驗裝置研究小車在斜面上的運動．實驗步驟如下：
a．安裝好實驗器材．
b．接通電源后，讓拖著紙帶的小車沿平板斜面向下運動，重復幾次．選出一條點跡比較
清晰的紙帶，舍去開始密集的點跡，從便于測量的點開始，每兩個打點間隔取一個計數(shù)點，如圖2中0、1、2…6點所示．
c．測量1、2、3…6計數(shù)點到0計數(shù)點的距離，分別記作：S₁、S₂、S₃…S₆．
d．通過測量和計算，該同學判斷出小車沿平板做勻變速直線運動．
e．分別計算出S₁、S₂、S₃…S₆與對應時間的比值$\frac{s_1}{t_1}$、$\frac{s_2}{t_2}$、$\frac{s_3}{t_3}$…$\frac{s_6}{t_6}$．
f．以$\frac{s}{t}$為縱坐標、t為橫坐標，標出$\frac{s}{t}$與對應時間t的坐標點，劃出$\frac{s}{t}$-t圖線．

結(jié)合上述實驗步驟，請你完成下列任務：
（1）實驗中，除打點計時器（含紙帶、復寫紙）、小車、平板、鐵架臺、導線及開關外，在下列的儀器和器材中，必須使用的有A和C．（填選項代號）
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     F、重錘
（2）將最小刻度為1mm的刻度尺的0刻線與0計數(shù)點對齊，0、1、2、5計數(shù)點所在位置如圖2所示，則S₂=2.98cm，S₅=13.20cm．
（3）該同學在圖3中已標出1、3、4、6計數(shù)點對應的坐標，請你在該圖中標出與2、5兩個計數(shù)點對應的坐標點，并畫出$\frac{s}{t}$-t．
（4）根據(jù)$\frac{s}{t}$-t圖線判斷，小車在斜面上運動的加速度a=4.7m/s²．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)實驗原理和數(shù)據(jù)處理可知需要的儀器；
（2）刻度尺的讀數(shù)需要估讀，在讀數(shù)時要注意；
（3）利用描點法可以正確畫出圖象；
（4）根據(jù)運動學公式求出據(jù)$\frac{s}{t}$與t的函數(shù)關系，結(jié)合數(shù)學知識明確斜率和截距的含義即可正確解答．

解答 解：（1）實驗中，除打點計時器（含紙帶、復寫紙）、小車、平板、鐵架臺、導線及開關外，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）根據(jù)刻度尺的示數(shù)可知，s₂=2.98cm，由于需要估讀因此在范圍2.97～2.99cm內(nèi)均正確．
（3）利用描點法得出圖象以及2、5兩個計數(shù)點對應的坐標點如下所示：

（4）由s=v₀t+$\frac{1}{2}$at²得：$\frac{s}{t}$=v₀+$\frac{1}{2}$at，因此$\frac{s}{t}$-t圖線為傾斜的直線．
根據(jù)$\frac{s}{t}$-t圖線與$\frac{s}{t}$的交點，得出在打0計數(shù)點時，小車的速度v₀=0.19m/s，在范圍內(nèi)0.16～0.20m/s內(nèi)均正確；
由于$\frac{s}{t}$表示中間時刻速度，所以$\frac{s}{t}$-t圖線的時間擴大為原來的兩倍，
根據(jù)$\frac{s}{t}$-t圖線的斜率求出它在斜面上運動的加速度a=4.70 m/s²．在范圍4.50～5.10m/s²內(nèi)均正確．
故答案為：（1）A，C；（2）（2.97～2.99），（13.19～13.21）；（3）如上圖所示；（4）（4.50～5.10）．

點評 注意單位的換算和有效數(shù)字的保留，不同的尺有不同的精確度，注意精確度問題和估讀，加強基礎物理規(guī)律在實驗中的應用．