Question

8．在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，
（1）电火花计时器应接在交流电源上（选填“直流”或“交流”），工作电压为220V（选填“220V”或“4～6V”）．
（2）图1是实验中打下的一段纸带，从打下计数点1到打下计数点2共历时0.1 s，算出计数点2的速度大小为0.60m/s（保留两位有效数字），并在图2中标出，其余计数点1、3、4、5对应的小车瞬时速度大小在图2中已标出．
（3）作图并求得小车的加速度大小为1.4m/s²（保留两位有效数字）．

（4）小文同学在研究小车运动时分别得到甲、乙两条纸带．对每条纸带均选择合适的点作为第一个计数点，再依次每5个点取1个计数点，并在各计数点处将其剪断，然后将这些剪断的纸条粘贴在相同的坐标纸上，最后将纸条上端中心连起来，如图3所示．由图可判断A
A．乙的加速度比甲的大B．两种情况下小车均做匀速直线运动
C．打第三个计数点时，甲的速度比乙大
D．打第一个计数点时，小车的速度一定为零．

Answer 1

分析 对于基本实验仪器，首先理解仪器的工作原理，会正确使用实验仪器，根据所测量数据正确进行数据处理以及具体使用仪器的注意事项等；
根据中时刻瞬时速度等于平均速度，即可求解；
在速度-时间图象中斜率大小表示物体加速度的大小，据此可正确解答；
本题使用的方法是等效代替法解题，它们的长度分别等于x=v_平均t，因为剪断的纸带所用的时间都是t=0.1s，即时间t相等，所以纸带的长度之比等于此段纸带的平均速度之比；而此段纸带的平均速度等于这段纸带中间时刻的速度，最后得出结论纸带的长度之比等于此段纸带的平均速度之比，还等于各段纸带中间时刻的速度之比，即纸带的高度之比等于中间时刻速度之比．根据图象的斜率求出小车的加速度．

解答 解：（1）电火花打点计时器的电源应是交流电源，工作电压通常为220V，
（2）从打下计数点1到打下计数点2共历时T=5×0.02=0.1 s，
根据图中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）根据描点作一条过原点的直线，如图所示：

直线的斜率即为小车的加速度，所以加速度为：
a=$\frac{△v}{△t}$=$\frac{1.2-0.32}{0.6}$m/s²=1.46 m/s²≈1.5m/s²．
（4）A、如果将将纸条上端中心连起来，得到的直线是纸带的v-t图象，该图象斜率表示加速度，
所以乙物体的加速度比甲大，故A正确；
B、相等的时间间隔内位移增大，所以两物体均做加速直线运动，故B错误；
C、根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度，
所以打第三个计数点时，甲物体的速度比乙小，故C错误；
D、根据图象在纵轴上的截距不为零，所以打第一个计数点时，物体的速度不可能为零，故D错误；
故选：A．
（1）交流，220；
（2）0.1，0.60；
（3）如上图所示； 1.5；    
（4）A．

点评 本题考查了打点计时器的使用、图象等实验操作，同时考查了“探究小车速度随时间变化的规律”中的数据处理基本知识，对于这些基本知识要在平时加强训练，提高基本知识的应用能力；要提高应用匀变速直线的规律以及推论解答实验问题的能力，在平时练习中要加强基础知识的理解与应用．