Question

17．小明與他的同伴在做探究小車(chē)速度隨時(shí)間變化的規(guī)律的實(shí)驗(yàn)時(shí)，由于他的同伴不太明確該實(shí)驗(yàn)的目的及原理，他從實(shí)驗(yàn)室里借取了如下器材：①電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器；②天平；③低壓直流電源；④細(xì)繩；⑤紙帶；⑥小車(chē)；⑦鉤碼；⑧秒表；⑨一端附有定滑輪的長(zhǎng)木板．小明看后覺(jué)得不妥，請(qǐng)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(diǎn)計(jì)時(shí)器和電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器都是使用交流電源（填交流或直流）的計(jì)時(shí)儀器，其中電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的工作電壓是220V，電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的工作電壓是4-6V．
（3）某次實(shí)驗(yàn)時(shí)打點(diǎn)計(jì)時(shí)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(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn)示畫(huà)出，相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為0.1s，

（4）根據(jù)圖中數(shù)據(jù)完成以下表格

點(diǎn)標(biāo)號(hào)	0	1	2	3	4	5
t（s）	0
v（m/s）

（5）根據(jù)（4）中表格，在圖中畫(huà)出小車(chē)的速度時(shí)間圖象．

（6）某同學(xué)根據(jù)（5）中圖象提出了以下說(shuō)法，其中正確的是：ABC（填“A”“B”“C”“D”序號(hào)）
A．所描的點(diǎn)在幾乎在同一直線上，說(shuō)明小車(chē)的速度隨時(shí)間的變化規(guī)律滿足一次函數(shù)關(guān)系．
B．所描的點(diǎn)在幾乎在同一直線上，說(shuō)明小車(chē)加速度不發(fā)生變化．
C．所描的點(diǎn)在幾乎在同一直線上，說(shuō)明小車(chē)的在做勻加速度直線運(yùn)動(dòng)．
D.0時(shí)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(guò)原點(diǎn)．

Answer 1

分析 （1）探究小車(chē)速度隨時(shí)間變化的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)確定需要的實(shí)驗(yàn)器材．
（2）打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用交流電源，根據(jù)對(duì)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器工作電壓的了解答題．
（3）根據(jù)交流電周期與計(jì)數(shù)點(diǎn)的選擇求出時(shí)間．
（4）根據(jù)紙帶應(yīng)用速度公式答題．
（5）應(yīng)用描點(diǎn)法作出圖象．
（6）根據(jù)作出的圖象進(jìn)行分析，判斷小車(chē)的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)然后答題．

解答 解：（1）“探究小車(chē)速度隨時(shí)間變化的規(guī)律”需測(cè)出小車(chē)的速度，需要的使用器材有：
①電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器；④細(xì)繩；⑤紙帶；⑥小車(chē)；⑦鉤碼；⑨一端附有定滑輪的長(zhǎng)木板．
電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器需要使用電壓交流電源，需要用刻度尺測(cè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間距離；
（2）電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器都是使用交流電源的計(jì)時(shí)儀器，其中電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的工作電壓是220V，電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的工作電壓是4-6V．
（3）打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用交流電的頻率為50Hz，紙帶上相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn)示畫(huà)出，相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔：t=0.02×5=0.1s．
（4）相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為0.1s，格局圖示紙帶可以求出打各點(diǎn)時(shí)的時(shí)刻，由速度公式：v=$\frac{s}{t}$可以求出受到，如下表所示：

點(diǎn)標(biāo)號(hào)	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(biāo)系內(nèi)描出對(duì)應(yīng)點(diǎn)，然后作出圖象如圖所示：
（6）A、由圖示圖象可知，所描的點(diǎn)在幾乎在同一直線上，v與t是一次函數(shù)關(guān)系，即小車(chē)的速度隨時(shí)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(diǎn)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(shuō)明小車(chē)加速度不發(fā)生變化，故B正確；
C、勻加速直線運(yùn)動(dòng)的v-t圖象是一條傾斜的直線，所描的點(diǎn)在幾乎在同一直線上，說(shuō)明小車(chē)的在做勻加速度直線運(yùn)動(dòng)，故C正確；
D、小車(chē)做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，0時(shí)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(guò)原點(diǎn)，故D錯(cuò)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(diǎn)評(píng) 要探究一個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)隨時(shí)間變化的規(guī)律，必須知道物體在不同時(shí)刻的速度，直接測(cè)量瞬時(shí)速度是比較困難的，我們可以借助打點(diǎn)計(jì)時(shí)器先記錄物體在不同時(shí)刻的位置，再通過(guò)對(duì)紙帶的分析，計(jì)算得到各個(gè)時(shí)刻的瞬時(shí)速度．