Question

【題目】用圖1所示的實(shí)驗(yàn)裝置研究小車速度隨時(shí)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(zhǎng)木板運(yùn)動(dòng)，重復(fù)幾次。

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

c．通過(guò)測(cè)量、計(jì)算可以得到在打A、B、C、D、E……點(diǎn)時(shí)小車的速度，分別記作v1、v2、v3、v4、v5……

d．以速度v為縱軸、時(shí)間t為橫軸建立直角坐標(biāo)系，在坐標(biāo)紙上描點(diǎn)，如圖3所示。

結(jié)合上述實(shí)驗(yàn)步驟，請(qǐng)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3中已標(biāo)出計(jì)數(shù)點(diǎn)A、B、D、E對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)點(diǎn)，請(qǐng)?jiān)谠搱D中標(biāo)出計(jì)數(shù)點(diǎn)C對(duì)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(dòng)，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(dòng)。用平均速度表示各計(jì)數(shù)點(diǎn)的瞬時(shí)速度，從理論上講，對(duì)△t的要求是______（選填“越小越好”或“與大小無(wú)關(guān)”)；從實(shí)驗(yàn)的角度看，選取的△x大小與速度測(cè)量的誤差______(選填“有關(guān)”或“無(wú)關(guān)”)。

（5）早在16世紀(jì)末，伽利略就猜想落體運(yùn)動(dòng)的速度應(yīng)該是均勻變化的。當(dāng)時(shí)只能靠滴水計(jì)時(shí)，為此他設(shè)計(jì)了如圖4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(qǐng)你結(jié)合勻變速直線運(yùn)動(dòng)的知識(shí)，分析說(shuō)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(shí)間均勻變化的_____________________。

Answer 1

【答案】 A C 如圖所示：

小車的速度隨時(shí)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(guò)的位移x∝t2。因此，只要測(cè)量小球通過(guò)不同位移所用的時(shí)間，就可以檢驗(yàn)小球的速度是否隨時(shí)間均勻變化。

【解析】（1）打點(diǎn)計(jì)時(shí)器需用交流電源；為了計(jì)算速度需要利用刻度尺測(cè)量長(zhǎng)度。故需要的儀器選AC

（2）利用所給點(diǎn)跡描點(diǎn)連線，得圖像

其中C點(diǎn)的橫坐標(biāo)為3T，縱坐標(biāo)為

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

（4） 越小，則 越接近計(jì)數(shù)點(diǎn)的瞬時(shí)速度，所以越小越好，計(jì)算速度需要用到 的測(cè)量值，所以大小與速度測(cè)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(guò)的位移x∝t2。因此，只要測(cè)量小球通過(guò)不同位移所用的時(shí)間，就可以檢驗(yàn)小球的速度是否隨時(shí)間均勻變化。（要檢驗(yàn)小球的速度是隨時(shí)間均勻變化的，可以檢驗(yàn)小球運(yùn)動(dòng)位移與時(shí)間的平方成正比，利用滴水可以得到小球的運(yùn)動(dòng)時(shí)間，并測(cè)出小球在相應(yīng)時(shí)間內(nèi)的位移，則可以驗(yàn)證。）