Question

8．在“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”的實驗中，某同學(xué)實驗得到的紙帶如圖所示，在紙帶上選擇了標(biāo)為1-7的7個記數(shù)點，每相鄰的兩個記數(shù)點間還有四個點沒有畫出．相鄰兩計數(shù)點之間的距離如圖所示，則：（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）

（1）在下列給出的器材中，選出實驗中不需要的器材并填在橫線上（填序號）．
①電火花計時器    ②天平   ③220v的交流電源   ④直流電源   ⑤細(xì)線和紙帶     ⑥鉤碼和小車   ⑦秒表   ⑧一端有滑輪的長木板   ⑨刻度尺
選出的器材是②④⑦
（2）實驗時下面的步驟先后順序是：BA；
A．釋放小車；      B．打開打點計時器
（3）由以上數(shù)據(jù)計算打點計時器在打3號點時，小車的瞬時速度為0.58m/s；
（4）小車的加速度為0.88m/s²．

Answer 1

分析 根據(jù)勻變速直線運(yùn)動中時間中點的速度等于該過程中的平均速度，可以求出打紙帶上3點時小車的瞬時速度大小，根據(jù)勻變速直線運(yùn)動的推論公式△x=aT²可以求出加速度的大�。�

解答 解：（1）探究小車速度隨時間變化的關(guān)系的實驗，所需的實驗器材應(yīng)該從實驗的過程和步驟去考慮；
在研究勻變速直線運(yùn)動的實驗中，具體的實驗步驟為：
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，（此步驟所需器材帶滑輪長木板、電火花打點計時器、導(dǎo)線、220V交流電源） ②穿紙帶；掛鉤碼，（此步驟所需器材紙帶、鉤碼、細(xì)繩）
③先接通電源，然后放開小車，讓小車拖著紙帶運(yùn)動，打完一條后立即關(guān)閉電源，（此步驟所需器材小車）
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(yùn)動過程的加速度（在處理紙帶時需要用刻度尺處理計數(shù)點之間的距離）
由以上過程可以看出不需要的儀器是秒表和天平以及直流電源；
故選：②④⑦
（2）由以上步驟可知，實驗中要先開電源再放紙帶；故順序為BA；
由于每相鄰的兩個記數(shù)點間還有四個點沒有畫出，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(yùn)動中時間中點的速度等于該過程中的平均速度，可以求出打紙帶上3點時小車的瞬時速度大小，
v₃=$\frac{{s}_{2}+{s}_{3}}{2T}$=0.58m/s
根據(jù)勻變速直線運(yùn)動的推論公式△x=aT²可以求出加速度的大小，
得：s₄-s₁=3a₁T²
s₅-s₂=3a₂T²
s₆-s₃=3a₃T²
為了更加準(zhǔn)確的求解加速度，我們對三個加速度取平均值
得：a=$\frac{1}{3}$（a₁+a₂+a₃）
即小車運(yùn)動的加速度計算表達(dá)式為：a=$\frac{{s}_{6}+{s}_{5}+{s}_{4}-{s}_{3}-{s}_{2}-{s}_{1}}{9{T}^{2}}$
a=$\frac{（8.86+8.00+7.10-6.21-5.34-4.47）×1{0}^{-2}}{9×0．{1}^{2}}$m/s²=0.88m/s²
故答案為：（1）②④⑦；（2）BA；（3）0.58，0.88

點評 本題考查了“探究勻變速直線運(yùn)動”的實驗中所需實驗器材，以及利用勻變速直線的規(guī)律以及推論解答實驗問題的能力，在平時練習(xí)中要加強(qiáng)基礎(chǔ)知識的理解與應(yīng)用，提高解決問題能力．