Question

17．小明與他的同伴在做探究小車速度隨時間變化的規(guī)律的實驗時，由于他的同伴不太明確該實驗的目的及原理，他從實驗室里借取了如下器材：①電磁打點計時器；②天平；③低壓直流電源；④細繩；⑤紙帶；⑥小車；⑦鉤碼；⑧秒表；⑨一端附有定滑輪的長木板．小明看后覺得不妥，請你思考一下，哪些器材必須使用，哪些多余，還缺少什么？
（1）必須使用的器材有：①④⑤⑥⑦⑨；缺少的器材有：低壓交流電源、刻度尺．
（2）電磁打點計時器和電火花打點計時器都是使用交流電源（填交流或直流）的計時儀器，其中電火花打點計時器的工作電壓是220V，電磁打點計時器的工作電壓是4-6V．
（3）某次實驗時打點計時器使用交流電的頻率為50Hz，紙帶的記錄如圖所示，紙帶上相鄰兩計數(shù)點間還有4個點示畫出，相鄰計數(shù)點間的時間間隔為0.1s，

（4）根據(jù)圖中數(shù)據(jù)完成以下表格

點標號	0	1	2	3	4	5
t（s）	0
v（m/s）

（5）根據(jù)（4）中表格，在圖中畫出小車的速度時間圖象．

（6）某同學根據(jù)（5）中圖象提出了以下說法，其中正確的是：ABC（填“A”“B”“C”“D”序號）
A．所描的點在幾乎在同一直線上，說明小車的速度隨時間的變化規(guī)律滿足一次函數(shù)關(guān)系．
B．所描的點在幾乎在同一直線上，說明小車加速度不發(fā)生變化．
C．所描的點在幾乎在同一直線上，說明小車的在做勻加速度直線運動．
D.0時刻位移為0，速度一定為0，所描的線在任何情況下都一定過原點．

Answer 1

分析 （1）探究小車速度隨時間變化的關(guān)系的實驗確定需要的實驗器材．
（2）打點計時器使用交流電源，根據(jù)對打點計時器工作電壓的了解答題．
（3）根據(jù)交流電周期與計數(shù)點的選擇求出時間．
（4）根據(jù)紙帶應(yīng)用速度公式答題．
（5）應(yīng)用描點法作出圖象．
（6）根據(jù)作出的圖象進行分析，判斷小車的運動性質(zhì)然后答題．

解答 解：（1）“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”需測出小車的速度，需要的使用器材有：
①電磁打點計時器；④細繩；⑤紙帶；⑥小車；⑦鉤碼；⑨一端附有定滑輪的長木板．
電磁打點計時器需要使用電壓交流電源，需要用刻度尺測計數(shù)點間距離；
（2）電磁打點計時器和電火花打點計時器都是使用交流電源的計時儀器，其中電火花打點計時器的工作電壓是220V，電磁打點計時器的工作電壓是4-6V．
（3）打點計時器使用交流電的頻率為50Hz，紙帶上相鄰兩計數(shù)點間還有4個點示畫出，相鄰計數(shù)點間的時間間隔：t=0.02×5=0.1s．
（4）相鄰計數(shù)點間的時間間隔為0.1s，格局圖示紙帶可以求出打各點時的時刻，由速度公式：v=$\frac{s}{t}$可以求出受到，如下表所示：

點標號	0	1	2	3	4	5
t（s）	0	0.1	0.2	0.3	0.4	0.5
v（m/s）		0.8	1.2	1.6	2.0	2.4

（5）根據(jù)上表所示數(shù)據(jù)在坐標系內(nèi)描出對應(yīng)點，然后作出圖象如圖所示：
（6）A、由圖示圖象可知，所描的點在幾乎在同一直線上，v與t是一次函數(shù)關(guān)系，即小車的速度隨時間的變化規(guī)律滿足一次函數(shù)關(guān)系，故A正確；
B、．所描的點在幾乎在同一直線上，v-t圖象的斜率等于加速度大小，斜率是定值，加速度是定值，說明小車加速度不發(fā)生變化，故B正確；
C、勻加速直線運動的v-t圖象是一條傾斜的直線，所描的點在幾乎在同一直線上，說明小車的在做勻加速度直線運動，故C正確；
D、小車做勻加速直線運動，0時刻位移為0，但速度一定不為0，v-t關(guān)系是一次函數(shù)關(guān)系，圖象不一定都一定過原點，故D錯誤；
故選：ABC．
故答案為：（1）①③④⑤⑥⑦⑨；低壓交流電源、刻度尺；（2）交流；220V；4-6V；（3）0.1；（4）如上表所示；（5）圖象如圖所示；（6）ABC．

點評 要探究一個物體的運動隨時間變化的規(guī)律，必須知道物體在不同時刻的速度，直接測量瞬時速度是比較困難的，我們可以借助打點計時器先記錄物體在不同時刻的位置，再通過對紙帶的分析，計算得到各個時刻的瞬時速度．