Question

9．在“使用打點計時器測速度”的實驗中，打點計時器使用的交流電源的頻率為50Hz，記錄小車運動的紙帶如圖1所示，在紙帶上選擇6個計數(shù)點A、B、C、D、E、F，相鄰兩計數(shù)點之間還有四個點未畫出，AB、BC、CD、DE、EF間的距離分別是3.21cm、5.62cm、8.05cm、10.49cm、12.90cm．

（1）圖中相鄰兩計數(shù)點間的時間為0.1s．
（2）根據(jù)學過的知識求出小車在各點處的速度分別為v_A=0.2m/s，v_B=0.44m/s，v_C=0.68m/s，v_D=0.93m/s，v_E=1.2m/s；
（3）以打A點時為計時起點，建立v-t坐標系如圖2所示．請在圖中作出小車運動的速度與時間的關(guān)系圖線：（4）根據(jù)圖線小車運動的加速度為2.5m/s²．
（5）觀察圖象，圖線與縱軸的交點表示的物理意義為A點的速度．
（6）分析本實驗主要的誤差來源受到阻力作用．

Answer 1

分析 依據(jù)頻率為50Hz，即可確定相鄰兩計數(shù)點間的時間；
根據(jù)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，可以求出打紙帶上各點時小車的瞬時速度大�。�
根據(jù)描點作圖法，即可畫出速度與時間圖線；
根據(jù)速度-時間圖象解出斜率即是物體的加速度；
根據(jù)圖象與縱坐標的交點，即為A的瞬時速度；
紙帶下落過程中，受到摩擦阻力．

解答 解：（1）由于每相鄰兩個計數(shù)點間還有4個點沒有畫出，所以相鄰的計數(shù)點間的時間間隔T=0.1s，
（2）根據(jù)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v_B=$\frac{0.0321+0.0562}{0.2}$m/s=0.44m/s
根據(jù)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v_C=$\frac{0.0562+0.0805}{0.2}$m/s=0.68 m/s
根據(jù)中時刻速度等于平均速度，則有：v_B=$\frac{{v}_{A}+{v}_{C}}{2}$，
解得：v_A=2v_B-v_C=2×0.44-0.68=0.2m/s
v_D=$\frac{0.0805+0.1049}{0.2}$m/s=0.93 m/s
v_E=$\frac{0.1049+0.129}{0.2}$m/s=1.2 m/s
（3）描點作v-t圖象如圖所示：
（4）v-t圖象中圖線的斜率表示加速度，
在圖線上找相距較遠的兩點根據(jù)加速度定義式求解加速度：
a=$\frac{1.2-0.2}{0.4}$=2.5m/s²，
（5）圖線延長線與縱軸的交點表示t=0時的速度，即A點的速度；
（6）紙帶在下落過程中，受到阻力作用；
故答案為：（1）0.1s，
（2）0.2m/s，0.44m/s，0.68m/s，0.93m/s，1.2m/s，
（3）如上圖所示，
（4）2.5；
（5）A點的速度；
（6）受到阻力作用．

點評 注意速度-時間圖象中斜率表示其加速度，并要提高應(yīng)用勻變速直線的規(guī)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(chǔ)知識的理解與應(yīng)用．