Question

11．（1）某同学用图1所示的实验装置研究小车在斜面上的运动．
①实验中，除打点计时器（含纸带、复写纸）、小车、平板、铁架台、导线及开关外，在下面的仪器和器材中，必须使用的有ACF．（填选项代号）
A．电压合适的50Hz交流电源
B．电压可调的直流电源
C．刻度尺
D．停表
E．天平
F．重锤
②实验中所用电源的频率为50Hz．选取合适的纸带如图2，以每5个点为一个记数点，分别记0、1、2…用刻度尺测得S₁=2.80cm；S₂=4.29cm；S₃=5.79cm；S₄=7.30cm；根据纸带中所给的信息，图中标出的相邻两计数点的时间间隔T=0.1s，当打点计时器打下点“2”时的瞬时速度为v₂=0.504m/s，小车加速度的计算公式为a=$\frac{（{s}_{4}+{s}_{3}）-（{s}_{2}+{s}_{1}）}{4{T}^{2}}$ （每两个计数点间的时间间隔用T表示），计算结果为a=1.50m/s²．（保留三位有效数字）

Answer 1

分析 ①根据实验的原理确定需要测量的物理量，从而确定所需的器材．
②根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT²可以求出加速度的大小，根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求出2点的瞬时速度．

解答 解：①实验中，除打点计时器（含纸带、复写纸）、小车、平板、铁架台、导线及开关外，在下列的器材中，必须使用的有电压合适的50Hz交流电源给打点计时器供电，需要用刻度尺测量计数点之间的距离处理数据，需要重锤，
故选：ACF．
②每5个点为一个记数点，所以相邻的计数点间的时间间隔T=0.1s，
根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度，可以求出打纸带上2点时小车的瞬时速度大小．
v₂=$\frac{{x}_{13}}{2T}$=$\frac{0.0429+0.0579}{0.2}$=0.504m/s
根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT²可以求出加速度的大小，
得：S₃-S₁=2a₁T² 
S₄-S₂=2a₂T² 
为了更加准确的求解加速度，我们对两个加速度取平均值
得：a=$\frac{1}{2}$（a₁+a₂）
即小车运动的加速度计算表达式为：
a=$\frac{（{s}_{4}+{s}_{3}）-（{s}_{2}+{s}_{1}）}{4{T}^{2}}$=$\frac{（0.073+0.0579）-（0.0429+0.0280）}{0.04}$ m/s²=1.50m/s²
故答案为：①ACF；
②0.504，$\frac{（{s}_{4}+{s}_{3}）-（{s}_{2}+{s}_{1}）}{4{T}^{2}}$，1.50．

点评 要提高应用匀变速直线的规律以及推论解答实验问题的能力，在平时练习中要加强基础知识的理解与应用．要注意单位的换算和有效数字的保留．