Question

（1）小明与他的同伴在做探究小车速度随时间变化的规律的实验时，由于他的同伴不太明确该实验的目的及原理，他从实验室里借取了如下器材：①电磁打点计时器（含复写纸和导线）；②天平；③低压直流电源；④细绳；⑤纸带；⑥小车；⑦钩码；⑧秒表；⑨一端附有定滑轮的长木板；⑩刻度尺．小明看后觉得不妥，请你思考一下，所列器材中哪些器材必须选用，哪些不能选用，还缺少哪些器材？
所列器材中不能选用的有（填代号）：______
缺少的器材有：______
（2）如图是小明与他的同伴利用打点计时器在50HZ交流电下打出的纸带，纸带固定在一个做匀加速直线运动的小车后面，A、B、C、D、E、F、G为选好的记数点，每两个记数点之间还有一个振针留下的点迹未画出．测得：x₁=1.0cm，x₂=1.4cm，x₃=1.8cm，x₄=2.2cm，x₅=2.6cm，x₆=3.0cm．请你选择恰当的方法，帮小明求出小车在运动中打点计时器打下D点时小车的瞬时速度v_D=______m/s，以及小车运动的加速度a=______m/s²（结果保留2位有效数字）．

Answer 1

（1）在探究小车速度随时间变化规律的实验中，具体的实验步骤为：
①木板平放，并使滑轮伸出桌面，把打点计时器固定，连接好电路，（此步骤所需器材带滑轮长木板、打点计时器、复写纸、导线）
②穿纸带；挂钩码，（此步骤所需器材纸带、钩码、细绳）
③先接通电源，然后放开小车，让小车拖着纸带运动，打完一条后立即关闭电源，（此步骤所需器材小车）
④换纸带，加钩码，再做二次．
⑤处理纸带，解出某位置的速度和运动过程的加速度．（在处理纸带时需要用刻度尺处理计数点之间的距离）
从以上步骤可以看出实验中没有用到天平和秒表和低压交流电源．故选：②③⑧．
打点计时器还需要交流电源，所以缺少的器材有交流电源．
（2）每两个记数点之间还有一个振针留下的点迹未画出，所以相邻的计数点间的时间间隔T=0.04s，
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D点时小车的瞬时速度大小．
v_D=

xCE

2T

=

0.018+0.022

2×0.04

=0.50m/s
由纸带的数据得出相邻的计数点间的位移之差相等，即△x=0.4cm，
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：a=

0.004

(0.04)2

=2.5m/s²，
故答案为：（1）②③⑧，低压交流电源
（2）0.50，2.5．