Question

6．某同学进行探究小车速度随时间变化的规律的实验：
（1）在下面列出的实验器材中，选出本实验中不需要的器材填在横线上（填编号，2个）④⑦．
①打点计时器     ②刻度尺    ③低压交流电源      ④低压直流电源     ⑤细绳和纸带      ⑥钩码和小车      ⑦秒表       ⑧一端有滑轮的长木板
（2）某同学利用打点计时器所记录的纸带来研究做匀变速直线运动小车的运动情况，实验中得到一条纸带，如图所示，其中两相邻计数点间有四个点未画出．已知所用电源的频率为50Hz，则打A点时小车运动的速度v_A=0.337m/s，小车运动的加速度a=0.393m/s²．（结果保留三位有效数字）

Answer 1

分析 根据实验目的明确实验步骤和所要测量的物理量，即可知道实验所需要的实验器材．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3点时小车的瞬时速度大小，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．

解答 解：（1）在本实验中，电磁打点计时器使用的是低压交流电源，
同时打点计时器记录了小车运动时间，因此不需要秒表．
故不需要的器材为：④⑦．
（2）由于每相邻两个计数点间还有4个点没有画出，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，
得：v_A=$\frac{{x}_{OB}}{2T}$=$\frac{6.74×1{0}^{-2}}{2×0.1}$=0.337 m/s 
设0到A之间的距离为x₁，以后各段分别为x₂、x₃、x₄，
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：x₃-x₁=2a₁T² 
x₄-x₂=2a₂T² 
为了更加准确的求解加速度，我们对三个加速度取平均值
得：a=$\frac{1}{2}$（a₁+a₂）
即小车运动的加速度计算表达式为：a=$\frac{15.05-6.74-6.74}{4×0．{1}^{2}}×1{0}^{-2}$ m/s²=0.393 m/s²
故答案为：（1）④⑦；（2）0.337；0.393．

点评 本题考查了“探究匀变速直线运动”的实验中所需实验器材，以及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．