Question

8．在“探究小車速度隨時間變化的規律”的實驗中，
（1）電火花計時器應接在交流電源上（選填“直流”或“交流”），工作電壓為220V（選填“220V”或“4～6V”）．
（2）圖1是實驗中打下的一段紙帶，從打下計數點1到打下計數點2共歷時0.1 s，算出計數點2的速度大小為0.60m/s（保留兩位有效數字），并在圖2中標出，其余計數點1、3、4、5對應的小車瞬時速度大小在圖2中已標出．
（3）作圖并求得小車的加速度大小為1.4m/s²（保留兩位有效數字）．

（4）小文同學在研究小車運動時分別得到甲、乙兩條紙帶．對每條紙帶均選擇合適的點作為第一個計數點，再依次每5個點取1個計數點，并在各計數點處將其剪斷，然后將這些剪斷的紙條粘貼在相同的坐標紙上，最后將紙條上端中心連起來，如圖3所示．由圖可判斷A
A．乙的加速度比甲的大B．兩種情況下小車均做勻速直線運動
C．打第三個計數點時，甲的速度比乙大
D．打第一個計數點時，小車的速度一定為零．

Answer 1

分析 對于基本實驗儀器，首先理解儀器的工作原理，會正確使用實驗儀器，根據所測量數據正確進行數據處理以及具體使用儀器的注意事項等；
根據中時刻瞬時速度等于平均速度，即可求解；
在速度-時間圖象中斜率大小表示物體加速度的大小，據此可正確解答；
本題使用的方法是等效代替法解題，它們的長度分別等于x=v_平均t，因為剪斷的紙帶所用的時間都是t=0.1s，即時間t相等，所以紙帶的長度之比等于此段紙帶的平均速度之比；而此段紙帶的平均速度等于這段紙帶中間時刻的速度，最后得出結論紙帶的長度之比等于此段紙帶的平均速度之比，還等于各段紙帶中間時刻的速度之比，即紙帶的高度之比等于中間時刻速度之比．根據圖象的斜率求出小車的加速度．

解答 解：（1）電火花打點計時器的電源應是交流電源，工作電壓通常為220V，
（2）從打下計數點1到打下計數點2共歷時T=5×0.02=0.1 s，
根據圖中x₁=3.80cm=0.0380m，x₃=15.70cm=0.1570m，
所以有：v₂=$\frac{{x}_{3}-{x}_{1}}{2T}$=$\frac{15.70-3.80}{0.2}$×10^-2 m/s=0.595 m/s≈0.60m/s；
（3）根據描點作一條過原點的直線，如圖所示：

直線的斜率即為小車的加速度，所以加速度為：
a=$\frac{△v}{△t}$=$\frac{1.2-0.32}{0.6}$m/s²=1.46 m/s²≈1.5m/s²．
（4）A、如果將將紙條上端中心連起來，得到的直線是紙帶的v-t圖象，該圖象斜率表示加速度，
所以乙物體的加速度比甲大，故A正確；
B、相等的時間間隔內位移增大，所以兩物體均做加速直線運動，故B錯誤；
C、根據勻變速直線運動中時間中點的速度等于該過程中的平均速度，
所以打第三個計數點時，甲物體的速度比乙小，故C錯誤；
D、根據圖象在縱軸上的截距不為零，所以打第一個計數點時，物體的速度不可能為零，故D錯誤；
故選：A．
（1）交流，220；
（2）0.1，0.60；
（3）如上圖所示； 1.5；    
（4）A．

點評 本題考查了打點計時器的使用、圖象等實驗操作，同時考查了“探究小車速度隨時間變化的規律”中的數據處理基本知識，對于這些基本知識要在平時加強訓練，提高基本知識的應用能力；要提高應用勻變速直線的規律以及推論解答實驗問題的能力，在平時練習中要加強基礎知識的理解與應用．