Question

8．某同学利用图示实验装置“研究匀变速直线运动”

（1）该同学开始实验时情形图示甲，释放纸带后，接通电源．请指出该同学在操作中存在的两处明显错误或不当的地方：①直流  ②纸带不直
（2）该同学经修改错误并正确操作后，选出一条点迹比较清晰的纸带，舍去开始密集的点迹，从便于测量的点开始，每两个打点间隔取一个计数点，将刻度尺的0刻线与0计数点对齐，测量1、2、3…6到0的距离，分别记作x₁、x₂、x₃…x₆，如图乙，则x₂2.99cm．x₅=13.20 cm．
（3）该同学在图丙中已标出1、3、4、6计数点对应的坐标点，请你在该图中标出与2、5两计数点对应的坐标点，并画出$\frac{x}{t}$-t图线．
（4）根据$\frac{x}{t}$-t图判断，在打0计数点时，小车速度V₀=0.18m/s．小车运动的加速度a=4.8m/s²．（保留两位有效数字）

Answer 1

分析 根据实验原理找出需要的实验器材，根据毫米刻度尺的读数方法求出2.5计数点所在位置．
小车做匀加速直线运动，根据位移时间公式，推导出$\frac{x}{t}$-t图象的表达式进行分析．

解答 解：（1）打点计时器使用的是交流电源，且纸带在运动中保持与斜面平行，从而减小其受到的阻力，该同学在操作中存在的两处明显错误或不当的地方：直流，纸带不直；
（2）将最小刻度为1mm的刻度尺的0刻线与0计数点对齐，0、1、2、5计数点所在位置如图乙所示，则：
x₂=2.99cm，x₅=13.20cm，
（3）根据题意得2.5两个计数点对应的坐标点分别是：
v₂=$\frac{2.99}{0.04×2}$=37.38cm/s、
v₅=$\frac{13.20}{0.04×5}$=66.0cm/s．
$\frac{x}{t}$-t图线如图所示，
（4）小车做匀加速直线运动，根据位移时间公式x=v₀t+$\frac{1}{2}$at²
则$\frac{x}{t}$=v₀+$\frac{1}{2}$at，
故$\frac{x}{t}$ 的纵轴截距为：v₀=18cm/s=0.18m/s；
斜率k=$\frac{1}{2}$a=2.4
故加速度为a=4.8m/s²．
故答案为：（1）直流，纸带不直； （2）2.99，13.20；（3）如上图所示；  （4）0.18，4.8．

点评 对于基本仪器的使用和工作原理，我们不仅从理论上学习它，还要从实践上去了解它，自己动手去做做，以加强基本仪器的了解和使用，同时要加强利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，提高解决问题能力．