Question

瞬时速度是一个重要的物理概念．但在物理实验中通常只能通过（△s为挡光片的宽度，△t为挡光片经过光电门所经历的时间）的实验方法来近似表征物体的瞬时速度．这是因为在实验中无法实现△t或△s趋近零．
为此人们设计了如下实验来研究物体的瞬时速度．如图所示，在水平导轨的A处放置一光电门，让载有轻质挡光片（宽度为△s）的小车与细线、钩码连接，从P点静止运动，再利用处于A处的光电门记录下挡光片经过A点所经历的时间△t．接下来，改用不同宽度的挡光片重复上述实验，最后运用公式计算出不同宽度的挡光片从A点开始在各自△s区域内的，并作出可图，如图所示．
（1）本实验需要的步骤有：______
A．小车质量应远大于钩码质量
B．实验前需要平衡摩擦力
C．小车每次实验必须从同一点开始运动
D．小车后面必须连接纸带，并使用打点计时器
（2）根据描点，请你在坐标系内画出可图线．
（3）根据可图线，可知小车的加速度大小约为______m/s²，挡光片经过A点时的瞬间速度大小约为______m/s．（保留两位有效数字）

Answer 1

解：（1）该题运用公式计算出不同宽度的挡光片从A点开始在各自△s区域内的，来表示不同位置的瞬时速度，并作出可图，然后求出小车的加速度及通过A点的瞬时速度．所以该运动必须是同一种匀变速运动，所以小车每次必须从同一点出发．只要该运动是匀变速运动即可，所以不必要实验前需要平衡摩擦力以及要满足小车质量应远大于钩码质量．速度可以通过挡光片的宽度除以挡光时间求得，所以不需要打点计时器和纸带．故A、B、D错误，C正确．
故选C．
（2）该图线为一直线，偏离较远的点可以舍去．
（3）根据图线的斜率求出加速度为0.55-0.57m/s²，当△t趋向于0时，所表示的速度为A点的瞬时速度，从图象上看出，为0.51-0.53m/s．
分析：该题运用公式计算出不同宽度的挡光片从A点开始在各自△s区域内的，来表示不同位置的瞬时速度，并作出可图，然后求出小车的加速度及通过A点的瞬时速度．所以该运动必须是同一种匀变速运动，所以小车每次必须从同一点出发．
点评：解决本题的关键知道该题运用公式计算出不同宽度的挡光片从A点开始在各自△s区域内的，来表示不同位置的瞬时速度，并作出可图，然后求出小车的加速度及通过A点的瞬时速度．