Question

18．某同学用如图甲所示的实验装置研究匀变速直线运动．实验步骤如下：
A．安装好实验器材；
B．让小车拖着纸带运动，打点计时器在纸带上打下一系列小点，重复几次，选出一条点迹比较清晰的纸带，从便于测量的点开始，每五个点取一个计数点，如图乙中a、b、c、d等点；
C．测出x₁、x₂、x₃、…．

结合上述实验步骤，请你继续完成下列任务：
（1）实验中，除打点计时器（含纸带、复写纸）、小车、一端附有滑轮的长木板、细绳、钩码、导线及开关外，在下列的仪器和器材中，必须使用的有AD．（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．秒表　D．刻度尺　E．天平　F．重锤　G．弹簧秤　H．滑动变阻器
（2）如果小车做匀加速运动，所得纸带如图乙所示，则x₁、x₂、x₃的关系是x₂-x₁=x₃-x₂，已知打点计时器打点的时间间隔是t，则打c点时小车的速度大小是$\frac{{x}_{2}+{x}_{3}}{10t}$．用x₁、x₃、t表示小车的加速度为$\frac{{x}_{3}-{x}_{1}}{50{t}^{2}}$．

Answer 1

分析 根据实验的原理确定测量的物理量，从而确定所需的实验器材．
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C点的速度，根据连续相等时间内的位移之差是一恒量求出加速度．

解答 解：（1）打点计时器使用电压合适的交流电源，由于打点计时器可以直接测出时间，不需要秒表，也不需要天平，因为处理纸带时需要测量点迹间的距离，所以必须需要刻度尺．故选：AD．
（2）因为连续相等时间内的位移之差是一恒量，所以x₂-x₁=x₃-x₂，C点的速度${v}_{C}=\frac{{x}_{2}+{x}_{3}}{10t}$，加速度a=$\frac{{x}_{3}-{x}_{1}}{2（5t）^{2}}=\frac{{x}_{3}-{x}_{1}}{50{t}^{2}}$．
故答案为：（1）AD，（2）x₂-x₁=x₃-x₂，$\frac{{x}_{2}+{x}_{3}}{10t}$，$\frac{{x}_{3}-{x}_{1}}{50{t}^{2}}$．

点评 解决本题的关键掌握纸带的处理方法，会通过纸带求解瞬时速度和加速度，关键是匀变速直线运动推论的运用．