1、1 1 1实验：探究小车速度随时间变化的规律实验：探究小车速度随时间变化的规律 【实验目标】【实验目标】 实验目标实验目标核心素养核心素养 1.进一步练习使用打点计时器。进一步练习使用打点计时器。 2会利用平均速度求瞬时速度。会利用平均速度求瞬时速度。 3会利用会利用 v t 图像处理实验数据，并图像处理实验数据，并 据此判断物体的运动性质。据此判断物体的运动性质。 4能根据实验数据求加速度。能根据实验数据求加速度。 1.科学思维：领悟匀变速直线运动中速科学思维：领悟匀变速直线运动中速 度随时间变化的规律。度随时间变化的规律。 2科学探究：通过实验得出物体的运科学探究：通过实验得出物体的运 动
2、信息。动信息。 3科学态度与责任：增强将物理知识科学态度与责任：增强将物理知识 应用于实际生活的意识。应用于实际生活的意识。 一、实验原理与方法一、实验原理与方法 1利用打点计时器所打纸带的信息，代入计算式利用打点计时器所打纸带的信息，代入计算式 vnxn xn 1 2T ，即用以，即用以 n 点为中心的一小段时间间隔的点为中心的一小段时间间隔的平均速度平均速度代替代替 n 点的瞬时速度。点的瞬时速度。 2用描点法作出小车的用描点法作出小车的 vt 图像，根据图像的形状判断小车的运动性质。图像，根据图像的形状判断小车的运动性质。 若所得图像为一条倾斜直线，则表明小车做若所得图像为一条倾斜直线，
3、则表明小车做匀变速匀变速直线运动。直线运动。 3利用利用 vt 图像求出小车的加速度。图像求出小车的加速度。 二、实验器材二、实验器材 打点计时器、一端附有定滑轮的长木板、小车、纸带、细绳、槽码、打点计时器、一端附有定滑轮的长木板、小车、纸带、细绳、槽码、刻度刻度 尺尺、导线、交流电源。、导线、交流电源。 三、实验步骤三、实验步骤 1如图所示如图所示，把一端附有滑轮的长木板放在实验桌上把一端附有滑轮的长木板放在实验桌上，并使滑轮伸出桌面并使滑轮伸出桌面， 把打点计时器固定在长木板上没有滑轮的一端，连接好电路。把打点计时器固定在长木板上没有滑轮的一端，连接好电路。 2 2把一条细绳拴在小车上把一
4、条细绳拴在小车上，使细绳跨过滑轮使细绳跨过滑轮，下边挂上槽码下边挂上槽码，把纸带穿过把纸带穿过 打点计时器，并把纸带的一端固定在小车的后面。打点计时器，并把纸带的一端固定在小车的后面。 3把小车停在靠近打点计时器处把小车停在靠近打点计时器处，接通电源后接通电源后，释放小车释放小车，让小车拖着纸让小车拖着纸 带运动，打点计时器就在纸带上打下一列小点。带运动，打点计时器就在纸带上打下一列小点。 4换上新的纸带，重复实验两次。换上新的纸带，重复实验两次。 5增减所挂槽码，按以上步骤再做两次实验。增减所挂槽码，按以上步骤再做两次实验。 四、数据处理四、数据处理 1表格法表格法 (1)从几条纸带中选择一
5、条比较理想的纸带，舍掉开始一些比较密集的点，从几条纸带中选择一条比较理想的纸带，舍掉开始一些比较密集的点， 在后面便于测量的地方找一个点，作为计数始点，以后依次每五个点取一个计在后面便于测量的地方找一个点，作为计数始点，以后依次每五个点取一个计 数点，并标明数点，并标明 0、1、2、3、4，如图所示。，如图所示。 (2)依次测出依次测出 01、02、03、04的距离的距离 x1、x2、x3、x4，填入表中。，填入表中。 位置位置123456 长度长度 x1x2x3x4x5x6 各段长度各段长度 021324354657 时间间隔时间间隔 v/(ms 1) (3)1、2、3、4各点的瞬时速度分别
6、为各点的瞬时速度分别为：v1 x2 2T、 、v2x3 x1 2T 、v3x4 x2 2T 、 v4x5 x3 2T ，将计算得出的各点的速度填入表中。，将计算得出的各点的速度填入表中。 (4)根据表格中的数据，分析速度随时间变化的规律。根据表格中的数据，分析速度随时间变化的规律。 3 2图像法图像法 (1)在坐标纸上建立直角坐标系，横轴表示时间，纵轴表示速度，并根据表在坐标纸上建立直角坐标系，横轴表示时间，纵轴表示速度，并根据表 格中的数据在坐标系中描点。格中的数据在坐标系中描点。 (2)画一条直线，让这条直线通过尽可能多的点，不在线上的点均匀分布在画一条直线，让这条直线通过尽可能多的点，不
7、在线上的点均匀分布在 直线的两侧直线的两侧，偏差比较大的点忽略不计，如图所示。，偏差比较大的点忽略不计，如图所示。 (3)观察所得到的直线，分析物体的速度随时间的变化规律。观察所得到的直线，分析物体的速度随时间的变化规律。 (4)根据所画根据所画 vt 图像求出小车运动的加速度图像求出小车运动的加速度 av t 。 五、误差分析五、误差分析 1木板的粗糙程度不同，摩擦不均匀。木板的粗糙程度不同，摩擦不均匀。 2根据纸带测量的位移有误差，从而计算出的瞬时速度有误差。根据纸带测量的位移有误差，从而计算出的瞬时速度有误差。 3作作 vt 图像时单位选择不合适或人为作图不准确带来误差。图像时单位选择不
8、合适或人为作图不准确带来误差。 六、注意事项六、注意事项 1开始释放小车时，应使小车开始释放小车时，应使小车靠近靠近打点计时器。打点计时器。 2先先接通电源接通电源，等打点稳定后，再，等打点稳定后，再释放小车释放小车。 3打点完毕，立即打点完毕，立即断开电源断开电源。 4选取一条点迹清晰的纸带选取一条点迹清晰的纸带，适当舍弃点适当舍弃点密集密集部分部分，适当选取计数点适当选取计数点(注意注意 计数点与计时点的区别计数点与计时点的区别)，弄清楚所选的时间间隔，弄清楚所选的时间间隔 T 等于多少。等于多少。 5要防止槽码落地要防止槽码落地，避免小车跟滑轮相碰避免小车跟滑轮相碰， ，当小车到达滑轮前
9、及时用手当小车到达滑轮前及时用手按按 住住。 6要区分打点计时器打出的计时点和人为选取的计数点要区分打点计时器打出的计时点和人为选取的计数点， ，一般在纸带上每一般在纸带上每 隔隔 4 个点取一个计数点，即时间间隔为个点取一个计数点，即时间间隔为 t0.1 s。 7在坐标纸上画在坐标纸上画 vt 图像时图像时，注意坐标轴单位长度的选取注意坐标轴单位长度的选取， ，应使图像应使图像 尽量分布在较大的坐标平面内。尽量分布在较大的坐标平面内。 4 实验原理和实验操作实验原理和实验操作 【例【例 1】 在在“探究小车速度随时间变化的规律探究小车速度随时间变化的规律”的实验中的实验中： (1)关于电磁打
10、关于电磁打 点计时器和电火花计时器，下列说法正确的是点计时器和电火花计时器，下列说法正确的是。 A电磁打点计时器用的是直流电源，而电火花计时器用的是交流电源电磁打点计时器用的是直流电源，而电火花计时器用的是交流电源 B它们每隔它们每隔 0.02 s 打一个点打一个点 C它们的工作电压均为它们的工作电压均为 220 V 的交流电源的交流电源 D使用它们计时时，必须先拉动纸带，再立即接通电源使用它们计时时，必须先拉动纸带，再立即接通电源 (2)如图所示是电火花计时器的示意图，其工作时的基本步骤如下：如图所示是电火花计时器的示意图，其工作时的基本步骤如下： A当纸带完全通过电火花计时器后，及时关闭电
11、火花计时器当纸带完全通过电火花计时器后，及时关闭电火花计时器 B接通开关，听到放电声，拖动纸带运动接通开关，听到放电声，拖动纸带运动 C将纸带从墨粉纸盘下面穿过打点计时器将纸带从墨粉纸盘下面穿过打点计时器 D将电火花计时器插头插入相应的电源插座将电火花计时器插头插入相应的电源插座 上述步骤正确的顺序是上述步骤正确的顺序是。(按顺序填写步骤编号按顺序填写步骤编号) (3)打点计时器固定在斜面上某处，一小车拖着穿过打点计时器的纸带从斜打点计时器固定在斜面上某处，一小车拖着穿过打点计时器的纸带从斜 面上滑下，如图甲所示。若工作电源的频率为面上滑下，如图甲所示。若工作电源的频率为 50 Hz，纸带上打
12、点如图乙所示，纸带上打点如图乙所示， 则打点计时器打则打点计时器打 A 点时小车的速度点时小车的速度 vAm/s，若小车做匀变速直线运，若小车做匀变速直线运 动，该运动过程的加速度动，该运动过程的加速度 am/s2。 (4)在研究匀变速直线运动的实验中，算出小车经过各计数点的瞬时速度，在研究匀变速直线运动的实验中，算出小车经过各计数点的瞬时速度， 为了计算加速度，最合理的方法是为了计算加速度，最合理的方法是。 5 A根据任意两计数点的速度用公式根据任意两计数点的速度用公式 av t 算出加速度算出加速度 B根据实验数据画出根据实验数据画出 vt 图像图像，量取其倾角量取其倾角，由公式由公式 a
13、tan 求出加速度求出加速度 C根据实验数据画出根据实验数据画出 vt 图像，由图像上相距较远的两点所对应的速度、图像，由图像上相距较远的两点所对应的速度、 时间用公式时间用公式 av t 算出加速度算出加速度 D依次算出通过连续两计数点间的加速度依次算出通过连续两计数点间的加速度，算出平均值作为小车的加速度算出平均值作为小车的加速度 思路点拨思路点拨(1)电磁打点计时器与电火花计时器在使用时对电压的要求。电磁打点计时器与电火花计时器在使用时对电压的要求。 (2)在物理中由于横、纵坐标单位长度的含义不同，所以在物理中由于横、纵坐标单位长度的含义不同，所以 ky x tan ，但，但 在同一物理
14、坐标系中在同一物理坐标系中k1 k2 tan 1 tan 2。 。 解析解析(1)电火花打点计时器是使用电火花打点计时器是使用 220 V 交流电源的计时仪器交流电源的计时仪器， ， 电磁打点电磁打点 计时器的工作电压为交流计时器的工作电压为交流 6 V 以下以下，当电源的频率为当电源的频率为 50 Hz 时时，它每隔它每隔 0.02 s 打打 一个点一个点，故故 A、C 错误错误，B 正确正确；使用它们时必须先接通电源使用它们时必须先接通电源，再拉动纸带再拉动纸带，故故 D 错误；错误；(2)实验步骤要遵循先安装器材后进行实验的原则进行：先将电火花计实验步骤要遵循先安装器材后进行实验的原则进
15、行：先将电火花计 时器插头插入相应的电源插座，再将纸带从墨粉纸盘下面穿过打点计时器，然时器插头插入相应的电源插座，再将纸带从墨粉纸盘下面穿过打点计时器，然 后接通开关，听到放电声，拖动纸带运动，最后当纸带完全通过电火花打点计后接通开关，听到放电声，拖动纸带运动，最后当纸带完全通过电火花打点计 时器后，及时关闭电火花计时器，上述步骤正确的顺序是时器后，及时关闭电火花计时器，上述步骤正确的顺序是 DCBA；(3)小车做匀小车做匀 加速直线运动加速直线运动，平均速度等于中间时刻的瞬时速度平均速度等于中间时刻的瞬时速度，故故 vA0.55 m/s；根据推论根据推论 公式公式xaT2，有，有 ax T2
16、 5 m/s2；(4)在处理实验数据时，如果只使用其中两个在处理实验数据时，如果只使用其中两个 数据，因为偶然误差的存在可能会造成最后误差较大，所以可以根据实验数据数据，因为偶然误差的存在可能会造成最后误差较大，所以可以根据实验数据 画出画出 vt 图像图像，尽量使那些不能画在线上的点均匀分布在直线的两侧尽量使那些不能画在线上的点均匀分布在直线的两侧，这样图线这样图线 会舍弃误差较大的点，由图像上相距较远的任意两点所对应的速度及时间，用会舍弃误差较大的点，由图像上相距较远的任意两点所对应的速度及时间，用 公式公式 av t 即可算出加速度，所以误差较小，故即可算出加速度，所以误差较小，故 A
17、错误，错误，C 正确；由于图像纵正确；由于图像纵 坐标和横坐标的单位长度可能不同，所以不能用坐标和横坐标的单位长度可能不同，所以不能用 atan 求出加速度，故求出加速度，故 B 错错 误；依次算出通过连续两计数点间的加速度，算出平均值作为小车的加速度，误；依次算出通过连续两计数点间的加速度，算出平均值作为小车的加速度， 实际应用的只是第一组和最后一组数据，同样存在较大的误差，故实际应用的只是第一组和最后一组数据，同样存在较大的误差，故 D 错误。错误。 答案答案(1)B(2)DCBA(3)0.555(4)C 6 实验数据处理实验数据处理 【例【例 2】在在“探究小车速度随时间变化的规律探究小
18、车速度随时间变化的规律”的实验中的实验中，如图所示为一如图所示为一 次记录小车运动情况的纸带，图中次记录小车运动情况的纸带，图中 A、B、C、D、E 为相邻的计数点为相邻的计数点(A 点为第点为第 一个点一个点)，相邻计数点间的时间间隔，相邻计数点间的时间间隔 T0.1 s。 (1)根据根据计算各点的瞬时速度，则计算各点的瞬时速度，则 vD m/s，vCm/s，vBm/s。 (2)在如图所示坐标系中画出小车在如图所示坐标系中画出小车的的v t图线图线， 并根据图线求并根据图线求出出a。 (3)将图线延长与纵轴相交，交点的物理意义：将图线延长与纵轴相交，交点的物理意义： 。 解析解析(1)若时间
19、较短，平均速度可以代替中间时刻的瞬时速度。若时间较短，平均速度可以代替中间时刻的瞬时速度。 D 点的瞬时速度点的瞬时速度 vDxCE 2T 78.00 0.2 cm/s390 cm/s3.90 m/s。 C 点的瞬时速度点的瞬时速度 vCxBD 2T 52.80 0.2 cm/s264 cm/s2.64 m/s。 B 点的瞬时速度点的瞬时速度 vBxAC 2T 27.60 0.2 cm/s138 cm/s1.38 m/s。 (2)由上述数据画出小车的由上述数据画出小车的 v t 图像如图所示，由图线的斜率可求得它的加图像如图所示，由图线的斜率可求得它的加 速度速度 av t 1.26 m/s
20、0.1 s 12.6 m/s2。 7 (3)将图线延长后，与纵轴的交点的速度表示零时刻小车经过将图线延长后，与纵轴的交点的速度表示零时刻小车经过 A 点的速度大点的速度大 小。小。 答案答案(1)某段较短时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度某段较短时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度3.90 2.641.38 (2)图像见解析图图像见解析图12.6 m/s2 (3)表示小车经过表示小车经过 A 点的速度大小点的速度大小 图像法处理数据时的两点注意图像法处理数据时的两点注意 (1)作图时作图时，要用平滑曲线将这些点连起来要用平滑曲线将这些点连起来，要让尽可能多的点分布在线上要让尽可能多的点分
21、布在线上， 不在线上的点均匀分布在直线两侧不在线上的点均匀分布在直线两侧，离线较远的点删去离线较远的点删去，注意不可用折线连接注意不可用折线连接。 (2)利用利用 vt 图像求加速度时图像求加速度时， 应选用直线上相距较远的两个点来求直线的斜应选用直线上相距较远的两个点来求直线的斜 率，即加速度。不能采用量出直线的倾斜角，然后求出其正切值的方法来计算率，即加速度。不能采用量出直线的倾斜角，然后求出其正切值的方法来计算 加速度，因为该倾斜角还与坐标轴的标度有关。加速度，因为该倾斜角还与坐标轴的标度有关。 实验改进与创新实验改进与创新 【例【例 3】在在“探究小车速度随时间变化的规律探究小车速度随
22、时间变化的规律”的实验中的实验中，打点计时器接打点计时器接 在频率为在频率为 50 Hz 的低压交变电源上的低压交变电源上， 某同学在打出的纸带上每五个点取一个计数某同学在打出的纸带上每五个点取一个计数 点点，共取了共取了 A、B、C、D、E、F 六个计数点六个计数点(每两个相邻计数点间还有四个点未每两个相邻计数点间还有四个点未 画出画出)，如图甲所示如图甲所示。从每一个计数点处将纸带剪开分成五段从每一个计数点处将纸带剪开分成五段(分别为分别为 a、b、c、d、 e 段段)，将这五段纸带由短到长紧靠但不重叠地粘在将这五段纸带由短到长紧靠但不重叠地粘在 xOy 坐标系中坐标系中，如图乙所示如图乙
23、所示。 甲甲乙乙 (1)请你在请你在 xOy 坐标系中用最简洁的方法作出能表示坐标系中用最简洁的方法作出能表示 vt 关系的图线关系的图线， 并指出并指出 8 哪个轴相当于哪个轴相当于 v 轴。轴。 (2)从第一个计数点开始计时，为了求出从第一个计数点开始计时，为了求出 t0.15 s 时的瞬时速度，需要测出时的瞬时速度，需要测出 (选填选填“a”“”“b”“”“c”“”“d”或或“e”)段纸带的长度。段纸带的长度。 (3)若测得若测得 a 段纸带的长度为段纸带的长度为 2.0 cm，e 段纸带的长度为段纸带的长度为 10.0 cm，则可求出，则可求出 加速度的大小为加速度的大小为m/s2。
24、解析解析(1)以纸带宽度为时间单位以纸带宽度为时间单位 0.1 s，x 轴相当于轴相当于 t 轴轴，y 轴相当于 轴相当于 v 轴轴， 每段纸带上端中点的纵坐标相当于这段时间中间时刻的瞬时速度，把各段纸带每段纸带上端中点的纵坐标相当于这段时间中间时刻的瞬时速度，把各段纸带 顶端的中点连起来即可得到顶端的中点连起来即可得到 vt 图线，如答案图所示。图线，如答案图所示。 (2)用用 b 段纸带的长度除以段纸带的长度除以 0.1 s 就是小车通过就是小车通过 BC 段位移的平均速度，也近段位移的平均速度，也近 似等于似等于 t0.15 s 时刻的瞬时速度，故需测出时刻的瞬时速度，故需测出 b 段纸
25、带的长度。段纸带的长度。 (3)t0.05 s 时的瞬时速度时的瞬时速度 v1 2.0 0.1 cm/s 20.0 cm/s0.20 m/s， t0.45 s 时的瞬时速度时的瞬时速度 v2 10.0 0.1 cm/s 100 cm/s1.00 m/s， 则加速度大小则加速度大小 av2 v1 t 1.00 0.20 0.450.05 m/s22.0 m/s2。 答案答案(1)vt 关系的图线如图所示关系的图线如图所示y 轴相当于轴相当于 v 轴轴 (2)b(3)2.0 等效替代法的应用等效替代法的应用 本题采用等效替代的方法，把纸带的宽度等效为时间，故本题采用等效替代的方法，把纸带的宽度等效
26、为时间，故 x 轴相当于时间轴相当于时间 轴，每段纸带的长度对应小车在相等时间内的位移，故纸带的长度正比于小车轴，每段纸带的长度对应小车在相等时间内的位移，故纸带的长度正比于小车 运动的速度，因此可把各段纸带顶端的中点连成一条直线，即表示把不同时刻运动的速度，因此可把各段纸带顶端的中点连成一条直线，即表示把不同时刻 的速度的点连成一条直线，从而反映出运动规律。的速度的点连成一条直线，从而反映出运动规律。 9 1在在“探究小车速度随时间变化的规律探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，下列说法正确的是的实验中，下列说法正确的是 () A长木板一定要水平摆放长木板一定要水平摆放 B使用刻度尺测量长
27、度时，不必估读使用刻度尺测量长度时，不必估读 C使用刻度尺测量长度时，要估读到分度值的下一位使用刻度尺测量长度时，要估读到分度值的下一位 D作作 vt 图像时，所描线必须经过每一个点图像时，所描线必须经过每一个点 C实验过程中，一般长木板应平放，不能侧向倾斜，但适当一端高一端实验过程中，一般长木板应平放，不能侧向倾斜，但适当一端高一端 低，也是可以的，低，也是可以的，A 错误；使用刻度尺测长度时，需要估读到分度值的下一位错误；使用刻度尺测长度时，需要估读到分度值的下一位， B 错误错误，C 正确正确；作作 vt 图像时图像时，若各点与直线拟合若各点与直线拟合，则作直线并使直线经过尽则作直线并使
28、直线经过尽 量多的点，不在直线上的点，分布在直线两侧，量多的点，不在直线上的点，分布在直线两侧，D 错误。错误。 2(多选多选)一小球在水平桌面上做直线运动一小球在水平桌面上做直线运动， ，用照相机对着小球每隔用照相机对着小球每隔 0.1 s 拍拍 照一次，得到一幅频闪照片，用刻度尺量得照片上小球各位置如图所示，已知照一次，得到一幅频闪照片，用刻度尺量得照片上小球各位置如图所示，已知 照片与实物的比例为照片与实物的比例为 110，则，则() A图中对应的小球在通过图中对应的小球在通过 8 cm 距离内的平均速度是距离内的平均速度是 2 m/s B图中对应的小球在通过图中对应的小球在通过 8 c
29、m 距离内的平均速度是距离内的平均速度是 1.6m/s C图中对应的小球通过图中对应的小球通过 6 cm 处的瞬时速度是处的瞬时速度是 2.5 m/s D图中对应的小球通过图中对应的小球通过 6 cm 处的瞬时速度是处的瞬时速度是 2 m/s AD小球在通过小球在通过 8 cm 距离内的平均速度距离内的平均速度 v x t 810 40.1 cm/s200 cm/s 2 m/s，A 正确正确，B 错误错误；可以认为小球通过可以认为小球通过 6 cm 处的瞬时速度等于相邻两点处的瞬时速度等于相邻两点 间的平均速度间的平均速度 vx t 410 20.1 cm/s 200 cm/s2 m/s，C
30、错误，错误，D 正确。正确。 3打点计时器使用的交流电源频率为打点计时器使用的交流电源频率为 50 Hz，在，在“探究小车速度随时间变探究小车速度随时间变 化的规律化的规律”的实验中，若交流电源的频率变小了而未被发现，则测得小车的速的实验中，若交流电源的频率变小了而未被发现，则测得小车的速 度值与真实值比较将度值与真实值比较将() A偏大偏大B偏小偏小 C无影响无影响D无法判断无法判断 10 A打点计时器打点的频率是由电源的频率决定的，且打点的频率等于电打点计时器打点的频率是由电源的频率决定的，且打点的频率等于电 源的频率源的频率。当交流电源的频率为当交流电源的频率为 50 Hz 时时，打点计
31、时器每隔打点计时器每隔 0.02 s 打一个点打一个点；当当 交流电源的频率低于交流电源的频率低于 50 Hz 时时，打点计时器打点的时间间隔将大于打点计时器打点的时间间隔将大于 0.02 s，计算计算 速度时如果仍按速度时如果仍按 0.02 s 计算计算，由由 vx t 可知可知，因测量值因测量值 t 小于真实值小于真实值，故导致测量故导致测量 出的速度值大于真实值，故出的速度值大于真实值，故 A 正确。正确。 4 某同学在测定匀变速直线运动的加速度时某同学在测定匀变速直线运动的加速度时， 得到了几条较为理想的纸带得到了几条较为理想的纸带。 他已在每条纸带上按每他已在每条纸带上按每 5 个点
32、取一个计数点个点取一个计数点，即两计数点之间的时间间隔为即两计数点之间的时间间隔为 0.1 s，依据打点先后标记为依据打点先后标记为 0、1、2、3、 、4、5。由于不小心由于不小心，几条纸带都被撕断了几条纸带都被撕断了， 如图所示。根据给出的如图所示。根据给出的 A、B、C、D 四段纸带回答：四段纸带回答： AB CD (1)B、 C、 D 三段纸带中与纸带三段纸带中与纸带 A 原属于同一条纸带的应该是纸带原属于同一条纸带的应该是纸带。 (2)打纸带打纸带 A 时，物体的加速度大小是时，物体的加速度大小是m/s2。 解析解析(1)根据匀变速直线运动中相邻相等时间的位移差相等，可得根据匀变速直
33、线运动中相邻相等时间的位移差相等，可得x x12x016.0 mm，所以，所以 x45x123x54.0 mm，即与纸带，即与纸带 A 原属于同一条纸原属于同一条纸 带的是纸带带的是纸带 C。 (2)v01x01 T 30.0 10 3 0.1 m/s0.3 m/s， v12x12 T 36.0 10 3 0.1 m/s0.36 m/s， av12 v01 T 0.36 0.3 0.1 m/s20.6 m/s2。 答案答案(1)C(2)0.6 5用图甲所示的实验装置研究小车速度随时间变化的规律用图甲所示的实验装置研究小车速度随时间变化的规律。实验中实验中，选取选取 了一条点迹清晰的纸带，找一个
34、合适的点当作计时起点了一条点迹清晰的纸带，找一个合适的点当作计时起点 O(t0)，然后每隔相同，然后每隔相同 11 的时间间隔的时间间隔 T 选取一个计数点选取一个计数点，如图乙中如图乙中 A、B、C、D、E、F 所示所示。通过测量通过测量、 计算可以得到在打计算可以得到在打 A、B、C、D、E 点时小车的速度点时小车的速度，分别记作分别记作 v1、v2、v3、v4、 v5。 (1)本实验中本实验中，打点计时器的工作电压为打点计时器的工作电压为(选填选填“220 V”或或“6 V 以以 下下”)交流电。交流电。 (2)在图丙中已标出计数点在图丙中已标出计数点 A、B、D、E 对应的坐标点，请在
35、该图中标出计对应的坐标点，请在该图中标出计 数点数点 C 对应的坐标点，并画出对应的坐标点，并画出 vt 图像。图像。 (3) 观 察观 察 vt 图 像 ， 可 以 判 断 小 车 做 匀 变 速 直 线 运 动 ， 其 依 据图 像 ， 可 以 判 断 小 车 做 匀 变 速 直 线 运 动 ， 其 依 据 是是。 (4)描绘描绘 vt 图像前图像前， 还不知道小车是否做匀变速直线运动还不知道小车是否做匀变速直线运动。 用平均速度用平均速度x t 表表 示各计数点的瞬时速度，从理论上讲，对示各计数点的瞬时速度，从理论上讲，对t 的要求是的要求是 (选填选填“越小越好越小越好”或或“与大小无
36、关与大小无关”)；从实验的角度看从实验的角度看，速度测量的误差速度测量的误差 与选取的与选取的x 大小大小(选填选填“有关有关”或或“无关无关”)。 解析解析(1)电磁打点计时器的工作电压为电磁打点计时器的工作电压为 6 V 以下的交流电。以下的交流电。 (2)根据标出计数点根据标出计数点 A、B、D、E 对应的坐标点位置，及对应的坐标点位置，及 C 点对应的时间点对应的时间， 从而确定从而确定 C 点的位置，再将各点平滑连接，如图所示。点的位置，再将各点平滑连接，如图所示。 (3)由于由于 vt 图像是一条倾斜直线图像是一条倾斜直线，可知可知，速度随着时间是均匀变化的速度随着时间是均匀变化的
37、，说明说明 12 小车做匀变速直线运动。小车做匀变速直线运动。 (4)当不知道小车是否做匀变速直线运动时，若用平均速度表示各计数点的当不知道小车是否做匀变速直线运动时，若用平均速度表示各计数点的 瞬时速度，从理论上讲，对瞬时速度，从理论上讲，对t 的要求是越小越好，即的要求是越小越好，即 vx t ，t 越小，所得平越小，所得平 均速度越接近瞬时速度；从实验的角度看，速度测量的误差与选取的均速度越接近瞬时速度；从实验的角度看，速度测量的误差与选取的x 大小有大小有 关。关。 答案答案(1)6 V 以下以下(2)见解析见解析(3)小车速度随时间均匀变化小车速度随时间均匀变化(4)越小越越小越 好
38、好有关有关 6光电计时器是一种常用的计时仪器光电计时器是一种常用的计时仪器，其结构如图甲所示 其结构如图甲所示，a、b 分别是光分别是光 电门的激光发射和接收装置电门的激光发射和接收装置，当有滑块从当有滑块从 a、b 间通过时间通过时，光电计时器就可以显光电计时器就可以显 示出滑块的挡光时间示出滑块的挡光时间。 现有某滑块在斜面上滑行现有某滑块在斜面上滑行， 先后通过光电门先后通过光电门 1 和光电门和光电门 2， 计时器显示的挡光时间分别是计时器显示的挡光时间分别是 t1510 2 s、t2310 s，滑块从光电门滑块从光电门 1 到光到光 电门电门 2 所经历的时间所经历的时间 t0.15
39、 s，用分度值为，用分度值为 1 mm 的刻度尺测量滑块的长度的刻度尺测量滑块的长度 d， 示数如图乙所示。示数如图乙所示。 甲甲乙乙 (1)读出滑块的长度读出滑块的长度 d 为为cm。 (2)滑块通过光电门滑块通过光电门 1、2 的速度的速度 v1、v2分别为分别为m/s、m/s。 (3)滑块的加速度大小为滑块的加速度大小为m/s2。(计算结果均保留两位小数计算结果均保留两位小数) 解析解析(1)由图可知由图可知 d8.40 cm4.00 cm4.40 cm。 (2)滑块通过光电门滑块通过光电门 1、2 的速度的速度 v1d t1 0.88 m/s，v2d t2 1.47 m/s。 (3)滑块的加速度滑块的加速度 av2 v1 t 1.47 0.88 0.15 m/s23.93 m/s2。 答案答案(1)4.40(2)0.881.47(3)3.93
