Question

【題目】用圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置研究小車速度隨時間變化的規(guī)律．

主要實(shí)驗(yàn)步驟如下：

a．安裝好實(shí)驗(yàn)器材，接通電源后，讓拖著紙帶的小車沿長木板運(yùn)動，重復(fù)幾次．

b．選出一條點(diǎn)跡清晰的紙帶，找一個合適的點(diǎn)當(dāng)作計(jì)時起點(diǎn)O(t＝0)，然后每隔相同的時間間隔T選取一個計(jì)數(shù)點(diǎn)，如圖2中A、B、C、D、E、F……所示．

c．通過測量、計(jì)算可以得到在打A、B、C、D、E……點(diǎn)時小車的速度，分別記作v1、v2、v3、v4、v5……

d．以速度v為縱軸、時間t為橫軸建立直角坐標(biāo)系，在坐標(biāo)紙上描點(diǎn)，如圖所示．

結(jié)合上述實(shí)驗(yàn)步驟，請你完成下列任務(wù)：

(1)在下列儀器和器材中，還需要使用的有________和________(填選項(xiàng)前的字母)．

A．電壓合適的50 Hz交流電源

B．電壓可調(diào)的直流電源

C．刻度尺

D．秒表

E．天平(含砝碼)

(2)在圖中已標(biāo)出計(jì)數(shù)點(diǎn)A、B、D、E對應(yīng)的坐標(biāo)點(diǎn)，請?jiān)谠搱D中標(biāo)出計(jì)數(shù)點(diǎn)C對應(yīng)的坐標(biāo)點(diǎn)，并畫出v－t圖像 _______________．

(3)觀察v－t圖像，可以判斷小車做勻變速直線運(yùn)動，其依據(jù)是________．v－t圖像斜率的物理意義是__________________．

(4)描繪v－t圖像前，還不知道小車是否做勻變速直線運(yùn)動．用平均速度表示各計(jì)數(shù)點(diǎn)的瞬時速度，從理論上計(jì)，對Δt的要求是________(選填“越小越好”或“與大小無關(guān)”)；從實(shí)驗(yàn)的角度看，選取的Δx大小與速度測量的誤差________(選填“有關(guān)”或“無關(guān)”)．

(5)早在16世紀(jì)末，伽利略就猜想落體運(yùn)動的速度應(yīng)該是均勻變化的．當(dāng)時只能靠滴水計(jì)時，為此他設(shè)計(jì)了如圖所示的“斜面實(shí)驗(yàn)”，反復(fù)做了上百次，驗(yàn)證了他的猜想．請你結(jié)合勻變速直線運(yùn)動的知識，分析說明如何利用伽利略“斜面實(shí)驗(yàn)”檢驗(yàn)小球的速度是隨時間均勻變化的 __________________________________________________________ ．

Answer 1

【答案】A； C； 小車的速度隨時間均勻變化； 加速度； 越小越好； 有關(guān)； 見解析；

【解析】

（1）在下列儀器和器材中，還需要使用的有電壓合適的50 Hz交流電源，供打點(diǎn)計(jì)時器使用；還需要刻度尺，來測量各點(diǎn)的位移大小，從而算出各自速度大小；故選A、C；
（2）根據(jù)標(biāo)出計(jì)數(shù)點(diǎn)A、B、D、E對應(yīng)的坐標(biāo)點(diǎn)位置，及C點(diǎn)對應(yīng)的時間，從而確定C點(diǎn)的位置，再將各點(diǎn)平滑連接，如圖所示：

（3）由v-t圖象，是過原點(diǎn)的一條直線，可知，速度隨著時間是均勻變化的，說明小車是做勻變速直線運(yùn)動；圖象的斜率，表示小車的加速度；
（4）當(dāng)不知道小車是否做勻變速直線運(yùn)動，若用平均速度 表示各計(jì)數(shù)點(diǎn)的瞬時速度，從理論上講，對△t的要求是越小越好，即，才使得平均速度接近瞬時速度；從實(shí)驗(yàn)的角度看，對于選取的△x大小與速度測量的誤差有關(guān)；
（5）“斜面實(shí)驗(yàn)”小球做勻加速直線運(yùn)動，若小球的初速度為零，依據(jù)運(yùn)動學(xué)速度公式，則速度與時間成正比，那么位移與時間的平方成正比，因此只需要測量小球在不同位移內(nèi)對應(yīng)的時間，從而可檢驗(yàn)小球的速度是否隨著時間均勻變化。