Question

8．（1）某同學在做“研究勻變速直線運動”實驗，不需要的器材有DE．
A．小車B．一端帶滑輪的木板C．打點計時器
D．低壓直流電源E．秒表                     F．小鉤碼
G．刻度尺H．紙帶I．細繩
（2）某學生在實驗中操作有如下步驟，試按合理的順序把步驟序號填在下面的線上：DBAFEGC．
A．把穿過打點計時器的紙帶固定在小車后面；
B．把打點計時器固定在木板沒有滑輪的一端，并與電源相連接；
C．換上新紙帶，重作兩次實驗；
D．把長木板平放在實驗桌上，并使滑輪伸出桌邊；
E．先讓小車停在靠近打點計時器處，接通電源，放開小車；
F．把一條跨過滑輪的細繩一端拴在小車上，另一端吊一鉤碼；
G．斷開電源，取下紙帶；
（3）
由打點計時器得到表示小車運動過程的一條清晰紙帶，紙帶上兩相鄰計數點的時間間隔為T=0.20s，其中S₁=7.05cm，S₂=7.68cm，S₃=8.33cm，S₄=8.95cm，S₅=9.61cm，S₆=10.26cm，則A點的瞬時速度大小是0.37m/s（保留2位有效數字），小車運動的加速度計算表達式是a=$\frac{（{S}_{6}+{S}_{5}+{S}_{4}）-（{S}_{3}+{S}_{2}+{S}_{1}）}{9{T}^{2}}$（用題中所給的字母表示），加速度大小為0.16m/s²（保留2位有效數字）．

Answer 1

分析 （1、2）根據實驗的原理確定所需測量的物理量，從而確定所需的實驗器材．按照組裝器材、進行實驗、數據處理的順序排列操作步驟；
（3）紙帶實驗中，若紙帶勻變速直線運動，測得紙帶上的點間距，利用勻變速直線運動的推論，可計算出打出某點時紙帶運動的瞬時速度和加速度．

解答 解：（1）實驗需要打點計時器，打點計時器需要低壓交流電源和紙帶，需要小車和一端帶有滑輪的木板．需要用刻度尺測量點跡間的距離，由于打點計時器可以記錄時間，所以不需要秒表，故不需要的器材為：DE．
（2）實驗時先組裝器材，順序為：DBAF，然后進行實驗，順序為：EGC，最后進行數據處理．
則操作步驟順序為：DBAFEGC．
（3）利用勻變速直線運動的推論得：v_A=$\frac{{S}_{1}+{S}_{2}}{2T}$=$\frac{0.0705+0.0768}{2×0.2}$≈0.37m/s．
由于相鄰的計數點間的位移之差不等，故采用逐差法求解加速度．
根據勻變速直線運動的推論公式△x=aT²可以求出加速度的大小，得：s₄-s₁=3a₁T² 
s₅-s₂=3a₂T² 
 s₆-s₃=3a₃T² 
為了更加準確的求解加速度，我們對三個加速度取平均值，得：a=$\frac{1}{3}$（a₁+a₂+a₃）
小車運動的加速度計算表達式為：a=$\frac{（{S}_{6}+{S}_{5}+{S}_{4}）-（{S}_{3}+{S}_{2}+{S}_{1}）}{9{T}^{2}}$
代入數據得a=0.16m/s²．
故答案為：（1）DE；（2）DBAFEGC；（3）0.37，$\frac{（{S}_{6}+{S}_{5}+{S}_{4}）-（{S}_{3}+{S}_{2}+{S}_{1}）}{9{T}^{2}}$；0.16．

點評 本題比較簡單，考查了有關紙帶處理的基本知識，平時要加強基礎實驗的實際操作，提高操作技能和數據處理能力；
要注意單位的換算和有效數字的保留．
能夠運用逐差法求解加速度．