Question

17．某同学用如图1所示的实验装置研究小车在斜面上的运动．实验步骤如下：
a．安装好实验器材．
b．接通电源后，让拖着纸带的小车沿平板斜面向下运动，重复几次．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，如下图中0、1、2、…、6点所示．
c．测量1、2、3、…、6计数点到0计数点的距离，分别记为S₁、S₂、S₃、…、S₆．
d．通过测量和计算，该同学判断出小车沿平板做匀变速直线运动．
e．分别计算出s₁、s₂、s₃、…、s₆与对应时间的比$\frac{{S}_{1}}{{t}_{1}}$，$\frac{{S}_{2}}{{t}_{2}}$，$\frac{{S}_{3}}{{t}_{3}}$，…，$\frac{{S}_{6}}{{t}_{6}}$．以$\frac{S}{t}$为纵坐标、t为横坐标，标出$\frac{S}{t}$与对应时间t的坐标点，画出$\frac{S}{t}$-t图象．
结合上述实验步骤，请你完成下列任务：
（1）实验中，除打点计时器（含纸带、复写纸）、小车、平板、铁架台、导线及开关外，在下列的器材中，必须使用的有A和C（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．刻度尺 D．秒表 E．天平 F．重锤
（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2所示，则：S₂=2.98cm，S₅=13.20　cm
（3）该同学在图3中已标出1、3、6计数点对应的坐标，请你在该图中标出与2、5两个计数点对应的坐标点，并画出$\frac{S}{t}$-t．
（4）根据$\frac{S}{t}$-t图线判断，小车在斜面上运动的加速度a=4.70m/s²

Answer 1

分析 （1）根据实验原理和数据处理可知需要的仪器；
（2）刻度尺的读数需要估读，在读数时要注意；
（3）利用描点法可以正确画出图象；
（4）根据运动学公式求出根据$\frac{s}{t}-t$的函数关系，结合数学知识明确斜率和截距的含义即可正确解答．

解答 解：（1）实验中，除打点计时器（含纸带、复写纸）、小车、平板、铁架台、导线及开关外，在下列的器材中，必须使用的有电压合适的50Hz交流电源给打点计时器供电，需要用刻度尺测量计数点之间的距离处理数据，故选AC．
（2）根据刻度尺的示数可知，s₂=2.98cm，s₅=13.20cm．
（3）利用描点法得出图象以及2、5两个计数点对应的坐标点如下所示：
（4）由于$\frac{s}{t}$表示中间时刻的速度，所以$\frac{s}{t}$-t图线的时间扩大为原来的两倍，
根据$\frac{s}{t}$-t图线的斜率求出它在斜面上运动的加速度a=4.70 m/s²．
故答案为：（1）A、C，（2）2.98，13.20，（3）如图所示，（4）4.70．

点评 此题主要考查纸带的处理问题，要注意实验原理、操作细节，单位的换算；同时注意速度-时间图象的应用，要明确斜率、截距的含义，加强数学知识在物理中的应用．