2.3实验中的误差和有效数字_2.4科学测量：做直线运动物体的瞬时速度 学案（含答案）

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1、第第 3 3 节节 实验中的误差和有效数字实验中的误差和有效数字 第第 4 4 节节 科学测量：做直线运动物体的瞬时速度科学测量：做直线运动物体的瞬时速度 学习目标要求 核心素养和关键能力 1.知道误差、有效数字的概念，能分析判断 偶然误差和系统误差。 2.练习使用打点计时器。 3.能测量瞬时速度， 并判断物体的运动情况。 4.描点法画 vt 图像。 1.科学探究 通过实验用理论联系实际，对实验 探究过程和结果进行交流、评估、 反思。 2.关键能力 通过讨论交流， 提升科学论证能力。 一、实验目的 1了解误差和有效数字。 2能利用实验仪器记录运动时间和位移。 3测量直线运动物体的瞬时速度。 二

2、、实验方法 (一)实验中的误差和有效数字 1绝对误差与相对误差 (1)绝对误差：在科学研究中，把测量值与真实值之差称为绝对误差。它表示测量 值与真实值的偏离程度。设某物理量的测量值为 x，它的真实值为 a，绝对误差用 表示 x，则 x xa。 (2)相对误差：绝对误差与真实值的比值，称为相对误差。相对误差通常表示成百 分比的形式，因此也叫百分比误差。相对误差通常用 表示，则 x a 100%， (3)科学测量中通常用多次测量值的平均值代替真实值。 (4)绝对误差相同时，相对误差不一定相同。在绝对误差相同的情况下，被测量的 数值越大，测量结果的相对误差就越小，测量结果的可靠性越大。 2系统误差与

3、偶然误差 (1)系统误差：指由于测量原理不完善或仪器本身缺陷等造成的误差。例如，表盘 刻度不准确等产生的误差，就是系统误差。系统误差的特点是测量结果总是偏大 或者总是偏小。 (2)偶然误差： 指对同一物理量进行多次测量时， 由于各种偶然因素而产生的误差。 例如，读数时因人眼位置的变化产生的误差，就是偶然误差。偶然误差的特点是 测量时而偏大，时而偏小；多次重复测量同一物理量时，偏大或偏小的概率大致 相等。因此，我们可采用多次测量取平均值的方法来减小偶然误差。 3科学测量中的有效数字 (1)人们把测量结果中能反映被测量大小的带有一位估读数字的全部数字称为有 效数字，其中通过直接读取获得的准确数字称

4、为可靠数字，通过估读获得的数字 称为存疑数字，也称为估读数字。 (2)有效数字的位数在一定程度上可反映测量工具的精度。 (3)有效数字是指从一个数的左边第一个非零数字起，到末位数字止所有的数字。 测量值中的“0”，有些是有效数字，有些则不是。 (4)测量值最后的“0”不可随意舍去。 例如， 10.40 cm 不能写成 10.4 cm， 但 10.40 cm 可以表示为 0.104 0 m，单位换算不会改变有效数字的位数，数字“1”前面的“0”不 是有效数字。 (二)运动时间和位移的记录 1电磁打点计时器与电火花打点计时器的比较 电火花打点计时器 电磁打点计时器 结构图示 工作电压 220 V

5、交流电源 46 V 交流电源 打点方式 周期性产生电火花 振针周期性上下振动 阻力来源 纸带与限位孔、墨粉纸盘的摩擦， 摩擦力较小 纸带与限位孔、复写纸的摩擦， 纸带与振针的摩擦，摩擦力较大 打点周期 0.02 s 0.02 s 记录信息 位置、时刻或位移、时间 2.练习使用电磁打点计时器 (1)把电磁打点计时器固定在桌子上，纸带穿过限位孔，把复写纸套在定位轴上， 并且压在纸带上面。 (2)把电磁打点计时器的两个接线柱接到 46 V 的低压交流电源上。 (3)先接通电源开关，开始打点再用手水平拉动纸带，使它在水平方向上运动，纸 带上就打下一系列点，随后立即关闭电源。 (4)取下纸带，从能看得清

6、的某个点开始，往后数出若干个点，如果共有 n 个点， 那么 n 个点的间隔数为 n1 个，则纸带的运动时间 t(n1)0.02 s。 (5)用刻度尺测量出从开始计数的点到最后的点间的距离，即位移大小 s。 3频闪照相 (1)在频闪照相中，人们利用频闪灯每隔相等时间闪光一次的特点，可得运动物体 间隔相等时间的频闪照片，这些照片能反映出该物体每隔相等时间所到达的位置 信息。 (2)与计时器记录的信息类比，频闪灯的闪光频率相当于打点计时器交变电源的频 率，而间隔相等时间出现的影像则相当于打点计时器打出的点。 (3)运动物体的频闪照片既记录了物体运动的时间信息，也记录了物体运动的位移 信息。 (三)测

7、量小车的瞬时速度 1实验器材 电磁打点计时器(或电火花打点计时器)、 低压交流电源(或 220 V 交流电源)、 纸带、 长木板(或轨道)、U 形夹、小车、毫米刻度尺。 2实验原理与设计 实验装置如图所示。 测小车瞬时速度的实验装置 下图是小车下滑过程中打点计时器打出的纸带。 打点计时器打出的纸带 在纸带上，选取便于测量的某点作为计时的起点，记为点 0，依次向后每 5 个点 选取一个计数点，分别记为 1，2，3，用刻度尺量出相邻计数点间的长度，分 别记为 s1，s2，s3， 由前述可知，若打点计时器的工作周期为 0.02 s，那么相邻计数点间隔的时间 T 50.02 s0.10 s。 (1)计

8、算瞬时速度 使用毫米刻度尺测量相邻计数点间的距离 s1、s2、s6。 由于各计数点的时间间隔比较短，可用平均速度代替瞬时速度，即 v1s 1s2 2T ， v2s 2s3 2T ， (2)根据 vt 图像判断速度的变化规律 用描点法可作出小车的 vt 图像，根据图像的形状可判断小车的运动性质。利用 vt 图线的斜率可求出小车的加速度。 3实验步骤 (1)把打点计时器固定在长木板一端，并将该端垫高，使长木板形成斜面。 (2)将长 60 cm 左右的纸带一端穿过打点计时器，另一端固定于小车，尽量让小车 靠近打点计时器。 (3)打开打点计时器开关，稍后(打点稳定后)释放小车，待小车滑到斜面底端时止

9、住小车，关闭开关。取下纸带，检查点迹。若有问题，可换上新纸带，调试后重 复上述步骤。 (4)选择点迹清晰的纸带，避开点迹密集部分，从距打点的开始端几厘米处选择一 个点记为点 0。在该点后面，依次标出间隔时间相等的计数点 1，2，3，4，5， (5)根据打点计时器的周期，计算各计数点到点 0 对应的时间 t，测量各计数点与 下一相邻计数点间的距离 s，将 t 和 s 的相应数据填入表中。 计数点 0 1 2 3 4 5 t/s s/m v/(m s 1) 4.数据分析 (1)计算计数点 1，2，3，对应的瞬时速度。 (2)在图上绘制速度随时间变化的 vt 图像，判断小车是否做匀变速直线运动。 5

10、实验结论 请写出小车在上述 5 个计数点的瞬时速度，并根据 vt 图像判断，小车做匀变速 直线运动。 6误差分析 (1)根据纸带测量的位移有误差。 (2)作 vt 图像不准确有误差。 (3)长木板的不同部位粗糙程度不完全相同。 探究 1 科学探究之实验操作 【例 1】 (2021 浙江省嘉兴一中高一上学期期中)在进行“探究小车速度随时间 变化的规律”实验中： (1)图 1 所示实验器材是_(选填“计时”“测速”或“测距”)的仪器。其 中必须使用 46 V 低压交流电源的是_(选填“甲”或“乙”)。 图 1 (2)已提供了小车、一端附有滑轮的长木板、纸带、细绳、刻度尺、导线。为了完 成实验，还须

11、从图 2 中选取实验器材：_(此项为多选，请填写相应的字母 符号)。 图 2 (3)实验得到一条清晰的纸带， 如图 3 所示是截取了其中某一段纸带用刻度尺(单位： cm)测量时的情景，其中 A、B、C、D、E、F 为 6 个相邻的点迹。已知打点计时 器所用电源的频率为 50 Hz。 其中计数点 E 所在位置的刻度尺读数为_cm， 小车加速过程中 E 点瞬时速度大小为_m/s。 图 3 答案 (1)计时 甲 (2)ABC (3)8.80 1.29 解析 (1)电磁打点计时器和电火花计时器都是用来“计时”的，电磁打点计时器 需用 46 V 交流电源。故填“计时”；“甲”。 (2)实验还需器材为交流

12、电源、钩码、电磁打点计时器。故选 A、B、C。 (3)刻度尺读数为 8.80 cm，vExDF 2T1.29 m/s。 【针对训练 1】 如图甲所示的(图中长木板水平固定)是高中物理常用的力学实验 装置，现用该装置完成“测量小车的瞬时速度”。 甲 (1)图乙中的实验照片是否有实验错误、不合理或不必要之处？若存在问题，请指 明问题所在。 乙 (2)(多选)下列哪些措施能有助于减小实验的误差_。 A选用输出电压稳定性更佳的恒定电源 B选用输出电压变化周期更稳定的交流电源 C调节滑轮高度，使拉线与长木板平行 D实验中满足钩码质量 m 远小于小车的质量 M E实验前先平衡小车与木板间的摩擦力 答案 (

13、1)见解析 (2)BC 解析 (1)照片 A：实验有错误之处，选用蓄电池作为电源。照片 B：实验有不合 理之处，小车起始点离打点计时器过远。 (2)选用输出电压稳定性更佳的恒定电源，打点计时器不能计时，A 错误；选用输 出电压变化周期更稳定的交流电源可使打点周期稳定，减小误差，B 正确；调节 滑轮高度，使拉线与长木板平行，可减小误差，C 正确；测定小车的速度不需要 满足钩码的质量 m 远小于小车的质量 M， 也不需要实验前先平衡小车与木板间的 摩擦力，D、E 错误。 探究 2 科学探究之实验设计 【例 2】 (2021 黑龙江哈师大青冈实验中学高一月考)某同学做“测匀变速直线 运动的加速度”的

14、实验装置如图甲所示。一小车放在水平长木板上，左侧拴有一 细软线，跨过固定在木板边缘的滑轮与一重物相连，小车右侧与穿过电火花计时 器的纸带相连，在重物牵引下，小车在木板上向左运动，如图乙给出了电火花计 时器在纸带上打出的一些计数点，相邻的两个计数点间还有 4 个点没画出，电火 花计时器所用的交流电频率为 50 Hz。 甲 (1)该同学进行了以下实验操作步骤，其中错误的步骤是_。 A将打点计时器固定在长木板有滑轮一端，并接好电路 B将纸带固定在小车尾部，并穿过打点计时器的限位孔 C把一条细绳拴在小车上，细绳跨过定滑轮，下面吊着适当重的钩码 D拉住纸带，将小车移到靠近打点计时器的一端后，放开纸带，再

15、接通电源 (2)根据纸带可以计算打下各点时小车的瞬时速度及小车的加速度，现计算打下第 2 点时小车的瞬时速度：v2_m/s，小车的加速度为 a_m/s2(结 果取 3 位有效数字)。 乙 (3)另一同学利用如图丙所示的装置测定导轨上滑块运动的加速度，滑块上安装了 宽度为 d 的挡光片，滑块在牵引力作用下先后通过两个光电门 A、B，配套的数字 毫秒计(图中未画出)记录了挡光片通过光电门 A、B 的时间分别为 t1、t2，若两 个光电门 A、B 间距离为 L，则滑块通过第一个光电门的速度表达式为 vA _。滑块加速度的表达式为 a_(用题中字母表示)。 丙 答案 (1)AD (2)0.396 0.

16、380 (3) d t1 d t2 2 d t1 2 2L 解析 (1)将打点计时器固定在没有滑轮的一端，选项 A 错误；纸带固定在小车尾 部目的是保证和小车具有相同的运动状态，穿过限位孔可以防止纸带歪斜，选项 B 正确；把细绳拴在小车上，细绳跨过定滑轮，下面吊着适当钩码可以带动小车 做加速运动，选项 C 正确；实验时，应先接通电源，后释放纸带，选项 D 错误； 综上本题选 A、D。 (2)根据匀变速直线运动中，某一段时间内的平均速度等于这一段中间时刻的瞬时 速度， 可知打下计数点 2的瞬时速度为v2s13 t13 0.037 7 m0.041 5 m 0.2 s 0.396 m/s； 根据逐

17、差法可知滑块的加速度为a s t2 （0.045 20.049 10.052 90.033 80.037 70.041 5）m 0.32 s2 0.380 m/s2。 (3)根据平均速度的推论可知， 滑块通过第一个光电门的速度为 d t1； 经过第二个光 电门的瞬时速度为 d t2；根据速度与位移的关系可知，滑块的加速度为 a d t2 2 d t1 2 2L 。 【针对训练 2】 在“测量小车的瞬时速度”的实验中，如图所示为记录小车运动 情况的一条纸带，图中 A、B、C、D、E 为相邻的计数点，相邻计数点间的时间 间隔 T0.1 s。 (1)计算 D、C、B 各点的瞬时速度，vD_ m/s，

18、vC_ m/s，vB _ m/s。 (2)在如图所示坐标系中作出小车的 vt 图像，并根据图像求出加速度 a _。 答案 (1)3.90 2.64 1.38 (2)图见解析 12.6 m/s2 解析 (1)若时间较短，平均速度可以代替某点的瞬时速度。D 点的瞬时速度 vDsCE 2T 105.60 cm27.60 cm 20.1 s 390 cm/s3.90 m/s C 点的瞬时速度 vCsBD 2T 60.30 cm7.50 cm 20.1 s 264 cm/s2.64 m/s B 点的瞬时速度 vBsAC 2T 27.60 cm 20.1 s 138 cm/s1.38 m/s。 (2)由(

19、1)中数据作出小车的 vt 图像如图所示， 由图线的斜率可求得它的平均加速度 av t 2.52 m/s 0.2 m/s 12.6 m/s2。 探究 3 科学探究之实验创新 【例 3】 某探究小组为了研究小车在桌面上的直线运动，用自制“滴水计时器” 计量时间。实验前，将该计时器固定在小车旁，如图(a)所示。实验时，保持桌面 水平，用手轻推一下小车。在小车运动过程中，滴水计时器等时间间隔地滴下小 水滴，图(b)记录了桌面上连续 6 个水滴的位置。(已知滴水计时器每 30 s 内共滴 下 46 个小水滴) (1)由图(b)可知，小车在桌面上是_(选填“从右向左”或“从左向右”)运 动的。 (2)该

20、小组同学根据图(b)的数据判断出小车做匀变速运动。小车运动到图(b)中 A 点位置时的速度大小为_ m/s，加速度大小为_ m/s2。(结果均保留 2 位有效数字) 答案 (1)从右向左 (2)0.19 0.038 解析 (1)小车在阻力的作用下做减速运动，由图(b)知，从右向左相邻水滴间的距 离逐渐减小，所以小车在桌面上是从右向左运动。 (2)已知滴水计时器每 30 s 内共滴下 46 个小水滴，所以相邻两水滴间的时间间隔 为 t30 45 s 2 3 s，所以 A 点位置的速度为 vA 0.117 m0.133 m 22 3 s 0.19 m/s。根 据逐差法可求加速度 a（s 5s4）（

21、s2s1） 6（t）2 ，解得 a0.038 m/s2。 【针对训练 3】 (2021 广西南宁三中高一月考)小华同学设计了用光电门测物体 瞬时速度的实验，其装置如图所示。在小车上固定挡光片，使挡光片的前端与车 头齐平，将光电门传感器固定在轨道侧面，垫高轨道的一端。轨道上的小车通过 光电门时，小车上的挡光片将光遮住，电子计时器可自动记录遮光时间。小车通 过光电门时的瞬时速度大小可近似为挡光片的宽度与遮光时间的比值。 (1)若某次实验记录的时间为 t，测得挡光片的宽度为 d，则此次实验中小车通过 光电门时的瞬时速度大小可表示为 v_(用对应物理量的符号表示)。 (2)为了更准确测量小车的速度，小

22、华同学更换不同型号的挡光片分别进行三次实 验，并让小车每次从同一位置由静止开始下滑，获得了如下三组实验数据。 实验次数 不同的挡光片 通过光电门的时间(s) 速度(m/s) 第一次 0.174 64 0.344 第二次 0.116 62 0.342 第三次 0.058 50 0.340 根据上表数据，以下表述正确的是_。 A三个挡光片中，挡光片的宽度最大 B三个挡光片中，挡光片的宽度最大 C三次实验中，第一次实验测得的速度最接近小车车头到达光电门时的瞬时速 度 D三次实验中，第三次实验测得的速度最接近小车车头到达光电门时的瞬时速 度 答案 (1) d t (2)AD 解析 (1)滑块通过光电门

23、时的瞬时速度大小可表示为 v d t。 (2)挡光时间越长，说明遮光板的长度越长，则三个挡光片中，挡光片的宽度最 大；根据平均速度的定义v s t可知，当位移很小，时间很短时，可以利用平均速 度来代替瞬时速度，因此第三次实验测得的速度最接近小车车头到达光电门时的 瞬时速度，则 B、C 错误，A、D 正确。 1(2021 江苏徐州高一上学期检测)用打点计时器可测纸带运动的时间和位移。 下面是没有按操作顺序写的不完整的实验步骤，按照你对实验的理解，在各步骤 空白处填上适当的内容，然后按实际操作的合理顺序，将各步骤的字母代号按顺 序写在空白处。 A在电磁打点计时器的两接线柱上分别接上导线，导线的另一

24、端分别接在低压 _(选填“交流”或“直流”)电源的两个接线柱上。 B把电磁打点计时器固定在桌子上，让纸带穿过_，并压在_下 面。 C用刻度尺测量从计时开始点到最后一个点间的距离 x。 D切断电源，取下纸带，如果共有 n 个清晰的点，则这段纸带记录的时间 t _。 E打开电源开关，再用手水平地拉动纸带，纸带上打下一系列小点。 F利用公式 vs t计算纸带运动的平均速度。 实验步骤的合理顺序是_。 答案 交流 限位孔 复写纸 (n1)0.02 s BAEDCF 解析 A 项中电磁打点计时器应使用低压交流电源；B 项中应将纸带穿过电磁打 点计时器的限位孔，并放于复写纸的下方；D 项中纸带上记录的时间

25、 t(n 1)0.02 s。合理的实验步骤为 BAEDCF。 2(2021 巫溪中学高一期中)在“研究匀变速直线运动”的实验中，打点计时器 使用的交流电工作电压为 220 V， 频率为 50 Hz。 某同学实验得到的纸带如图所示， 在纸带上选择了 0、1、2、3、4、5、6 的 7 个计数点，相邻的两个计数点间还有 四个点没有画出。相邻两计数点之间的距离如图所示，则： (1)实验中一定用到的一个仪器是下面实物图中的_(填写相应的字母符号)。 (2)纸带中 1、2 两个计数点之间的时间间隔是_s。 (3)在打 3 号计数点时小车的速度大小为_m/s(结果保留 2 位有效数字)。 (4)小车的加速

26、度是_m/s2(要求充分利用数据，结果保留 2 位有效数字)。 答案 (1)A (2)0.1 (3)0.32 (4)0.81 解析 (1)因为打点计时器使用的交流电工作电压为 220 V，可知所用的是电火花 打点计时器，故选 A。 (2)相邻的两个计数点间还有四个点没有画出，则纸带中 1、2 两个计数点之间的 时间间隔是 0.1 s。 (3)在打 3 号计数点时小车的速度大小为 v3s24 2T 2.78 cm3.60 cm 0.2 s 0.32 m/s。 (4)根据 xaT2可得小车的加速度是 a（s 6s5s4）（s3s2s1） 9T2 （5.224.413.602.782.001.20）

27、10 2m 90.12 s2 0.81 m/s2。 3(2021 深圳市第七高级中学高一月考)(1)打点计时器是一种计时仪器，常用的 电火花打点计时器使用的是_(选填“直流”或“交流”)电源，电压是 _V，其频率为 50 Hz，每隔_s 打一个点。 (2)某同学在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，用打点计时器记录了 被小车拖动的纸带的运动情况，在纸带上确定出 0、1、2、3、4、5、6 共 7 个测 量点。其相邻点间的距离如图所示，每两个相邻的计数点之间还有 4 个计时点没 有画出。试完成下面问题： 根据纸带上各个测量点间的距离，某同学已将 1、2、3、5 点对应的时刻的瞬时 速度进行

28、计算并填入表中， 请你将 4 点对应的时刻的瞬时速度填入表中(要求保留 3 位有效数字)。 瞬时速度 v1 v2 v3 v4 v5 数值/(m s 1) 0.165 0.214 0.263 _ 0.363 在图中所示的直角坐标系中画出小车的瞬时速度随时间变化的关系图线。 由图像求出小车的加速度 a_m/s2。 答案 (1)交流 220 0.02 (2)0.314 图见解析 0.5 解析 (1)打点计时器是一种计时仪器，常用的电火花打点计时器使用的是交流电 源，电压是 220 V，其频率为 50 Hz，每隔 0.02 s 打一个点。 (2)打第 4 点时的速度 v4s35 2T 0.119 5

29、m0.056 8 m 0.2 s 0.314 m/s。 画出小车的 瞬时速度随时间变化的关系图线 图线的斜率表示加速度，故 av t 0.363 m/s0.165 m/s 0.4 s 0.5 m/s2。 4(2021 四川高一期中)如图用频闪照相方法来研究物块的变速运动。在一小物 块沿斜面向下运动的过程中，用频闪相机拍摄的不同时刻物块的位置如图所示， 拍摄时频闪频率是 10 Hz；通过斜面上固定的刻度尺(最小分度为 mm)读取的 5 个 连续影像的读数依次为 s0、sA、sB、sC、sD。 s0 sA sB sC sD 5.1 cm 15.86 cm 30.91 cm 50.25 cm 73.

30、90 cm 根据表中数据，完成下列填空： (1)以上哪个数据不符合刻度尺读数要求_(填 s0、sA、)； (2)物块到达 B 点时的速度 vB_m/s(保留 3 位有效数字)； (3)请充分利用数据计算出物块的加速度 a_m/s2(保留 3 位有效数字)。 答案 (1)sO (2)1.72 (3)4.30 解析 (1)由于刻度尺的最小分度为 0.1 cm，读数需要估读，则 s0不符合刻度尺读 数要求。 (2)由于 B 点是 A、 C 两点的中间时刻， 所以 vBsAC 2T （50.2515.86）10 2 m 20.1 s 1.72 m/s。 (3)由逐差法得加速度大小为 as BDsOB

31、4T2 73.9030.91（30.915.10）10 2 m 40.12 s2 4.30 m/s2。 5(2021 山东省泰安市高一上学期期末)在“探究小车速度随时间变化的规律” 的实验中。 某同学在打出的纸带上每 5 点取一个计数点， 共取了 A、 B、 C、 D、 E、 F 六个计数点(每相邻两个计数点间的四个点未画出)如图甲所示。从每一个计数 点处将纸带剪开分成五段(分别叫 a、b、c、d、e 段)，将这五段纸带由短到长紧 靠但不重叠地粘在 xOy 坐标系中，如图乙所示，由此可以得到一条表示 vt 关系 的图线，从而可求出加速度。 图甲 图乙 (1)打点计时器使用的是_(选填“直流”或

32、“交流”)电源。 (2)请你在 xOy 坐标系中用最简洁的方法作出能表示 vt 关系的图线，并指出哪 个轴相当于 v 轴？ (3)从第一个计数点开始计时，要想求出 0.15 s 时刻的瞬时速度，需要测出哪一段 纸带的长度？ (4)若测得 a 段纸带的长度为 2.0 cm，e 段纸带的长度为 10.0 cm，则加速度为 _m/s2。 答案 (1)交流 (2)图见解析 y 轴 (3)b (4)2 解析 (1)打点计时器使用的是交流电源。 (2)纸带运动的速度不断变化，在很短时间内的平均速度可以等效为中间时刻的瞬 时速度，由于时间间隔相等，根据 svt 知，位移与速度成正比，用纸带的宽度 表示时间间

33、隔 T， 因此纸带的速度与纸带的长度成正比， 可以用纸带的长度“等 效”速度大小，故 y 轴相当于 v 轴，如图所示。 (3)纸带的宽度表示时间 T0.1 s，则要想求出 0.15 s 时刻的瞬时速度需要测量 b 段纸带的长度。 (4)va2.010 2 m 0.1 s 0.2 m/s；ve10.010 2 m 0.1 s 1 m/s； 则 av eva 4T 1 m/s0.2 m/s 40.1 s 2 m/s2。 6(2021 河南高一月考)如图甲所示，某同学设计了测量斜面上滑块的加速度的 实验。所用器材有：斜面、滑块、宽度为 d 的遮光条、光电门(含配套的电源、光 电计时器，图中未画出)、

34、刻度尺。 甲 实验步骤如下： 将光电门固定在斜面下端附近，令装有遮光条的滑块从斜面上方由静止开始下 滑，遮光条到光电门的距离为 s； 乙 滑块通过光电门时，光电计时器记录遮光条遮住光线的时间 t； 改变 s 的大小，多次重复实验，利用实验中得到的数据作出 v2s 图像，如图 乙所示。 完成下列填空： (1)用 a 表示滑块下滑的加速度大小，v 表示滑块经过光电门时的速度大小，则 v _，加速度 a_(用 d、t 及 s 表示)。 (2)由图乙的 v2s 图像知，图像的斜率 k_m/s2， 斜面上滑块的加速度大小为 a_m/s2。 答案 (1) d t 1 2s d t 2 (2)10.0 5.0 解析 (1)滑块经过光电门时的速度 v d t， 根据 v22as 可得加速度 av 2 2s 1 2s d t 2 。 (2)v2s 图像的斜率 k 5.00 0.50010 m/s 2， 根据 v22as，则 2ak， 则斜面上滑块的加速度大小为 ak 25.0 m/s 2。