Question

【題目】用圖1所示的實驗裝置研究小車速度隨時間變化的規(guī)律。

主要實驗步驟如下：

a．安裝好實驗器材。接通電源后，讓拖著紙帶的小車沿長木板運動，重復(fù)幾次。

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

c．通過測量、計算可以得到在打A、B、C、D、E……點時小車的速度，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系，在坐標紙上描點，如圖3所示。

結(jié)合上述實驗步驟，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3中已標出計數(shù)點A、B、D、E對應(yīng)的坐標點，請在該圖中標出計數(shù)點C對應(yīng)的坐標點，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動。用平均速度表示各計數(shù)點的瞬時速度，從理論上講，對△t的要求是______（選填“越小越好”或“與大小無關(guān)”)；從實驗的角度看，選取的△x大小與速度測量的誤差______(選填“有關(guān)”或“無關(guān)”)。

（5）早在16世紀末，伽利略就猜想落體運動的速度應(yīng)該是均勻變化的。當時只能靠滴水計時，為此他設(shè)計了如圖4所示的“斜面實驗”，反復(fù)做了上百次，驗證了他的猜想。請你結(jié)合勻變速直線運動的知識，分析說明如何利用伽利略“斜面實驗”檢驗小球的速度是隨時間均勻變化的_____________________。

Answer 1

【答案】 A C 如圖所示：

小車的速度隨時間均勻變化 加速度 越小越好 有關(guān) 如果小球的初速度為0，其速度，那么它通過的位移x∝t2。因此，只要測量小球通過不同位移所用的時間，就可以檢驗小球的速度是否隨時間均勻變化。

【解析】（1）打點計時器需用交流電源；為了計算速度需要利用刻度尺測量長度。故需要的儀器選AC

（2）利用所給點跡描點連線，得圖像

其中C點的橫坐標為3T，縱坐標為

（3）結(jié)合圖像可以看出小球速度隨時間均勻變化，所以小球做勻加速運動，圖像的斜率代表了運動時的加速度

（4） 越小，則 越接近計數(shù)點的瞬時速度，所以越小越好，計算速度需要用到 的測量值，所以大小與速度測量的誤差有關(guān)。

（5）如果小球的初速度為0，其速度，那么它通過的位移x∝t2。因此，只要測量小球通過不同位移所用的時間，就可以檢驗小球的速度是否隨時間均勻變化。（要檢驗小球的速度是隨時間均勻變化的，可以檢驗小球運動位移與時間的平方成正比，利用滴水可以得到小球的運動時間，并測出小球在相應(yīng)時間內(nèi)的位移，則可以驗證。）