Question

如圖所示，某同學(xué)利用氣墊導(dǎo)軌和平板形擋光片測量滑塊下滑至A的瞬時速度．他先調(diào)整氣墊導(dǎo)軌的傾斜角度，確定固定點(diǎn)P和A的位置，使PA的距離約為45.0cm．實(shí)驗(yàn)操作如下：

①J將一個光電門固定于A點(diǎn)．將第二個光電門置于A點(diǎn)下方相距X的B點(diǎn)，滑塊自P點(diǎn) 由靜止開始下滑，測量經(jīng)過兩光電門之間的時間t
②改變X，重復(fù)實(shí)驗(yàn)步驟①．根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并在直角坐標(biāo)紙上作出如圖所示的

x

t

-t圖，@將第二個光電門置于A點(diǎn)上方相距X處，重重復(fù)和①②項(xiàng)實(shí)驗(yàn)操作．測量數(shù)據(jù)見下表

x/cm	40.0	35.0	30.0	25.0	20.0	15.0
t/s	1.874	1.540	1.246	0.995	0.768	0.556
x t /cms-1	21.3	22.7	24.1	25.1	26.0	27.0

請根據(jù)上述實(shí)驗(yàn) 步驟完成下列各問題：
（1）根據(jù)給同學(xué)所畫的

x

t

-t圖求出此過程中滑塊的加速度為

 

m/s²．
（2）根據(jù)③中給出的數(shù)據(jù)，在答題紙相應(yīng)位置的坐標(biāo)紙上做出該情況下的

x

t

-t圖線．
（3）由所畫的圖線可得出滑塊自P點(diǎn)由靜止下滑至A點(diǎn)處的瞬時速度為

 

m/s．
（4）從理論上分析兩圖線的交點(diǎn)一定

 

（填“在”或“不在”）在縱軸上．
（5）本實(shí)驗(yàn)的誤差主要來源是

 

．（至少說明一個因素）

Answer 1

考點(diǎn)：用打點(diǎn)計時器測速度

專題：實(shí)驗(yàn)題

分析：根據(jù)勻變速直線運(yùn)動中時間中點(diǎn)的速度等于該過程中的平均速度，

x

t

為該過程的平均速度，也是該過程的時間中點(diǎn)的速度．
根據(jù)勻變速直線運(yùn)動規(guī)律得：v

t

2

=v_A+a?

t

2

，所以

x

t

-t圖象的斜率表示2a．
運(yùn)用描點(diǎn)法作出

x

t

-t圖線．
t=0時刻的速度即為A點(diǎn)處的瞬時速度．

解答：解：（1）根據(jù)勻變速直線運(yùn)動中時間中點(diǎn)的速度等于該過程中的平均速度，

x

t

為該過程的平均速度，也是該過程的時間中點(diǎn)的速度．
根據(jù)勻變速直線運(yùn)動規(guī)律得：v

t

2

=v_A+a?

t

2

，所以

x

t

-t圖象的斜率表示2a．
根據(jù)

x

t

-t圖象得斜率k=

5.7

1.16

=4.91
所以滑塊的加速度為a=4.91×2=9.82cm/s²=0.0982m/s²．
（2）根據(jù)③中給出的數(shù)據(jù)，運(yùn)用描點(diǎn)法作出

x

t

-t圖線：
（3）由所畫的圖線可得出滑塊自P點(diǎn)由靜止下滑至A點(diǎn)處的瞬時速度為t=0時刻的速度，為0.293m/s．
（4）從理論上分析滑塊做勻加速直線運(yùn)動，t=0時刻的速度即為A點(diǎn)處的瞬時速度，所以兩圖線的交點(diǎn)一定在縱軸上．
（5）本實(shí)驗(yàn)的誤差主要來源是導(dǎo)軌的氣流不均勻或傾角大小及光電門放置位置的讀數(shù)、作圖等因數(shù)引起．．
故答案為：（1）0.0982；
（2）如圖所示；
（3）0.293；
（4）在；
（5）導(dǎo)軌的氣流不均勻或傾角大小及光電門放置位置的讀數(shù)、作圖等因數(shù)引起．

點(diǎn)評：要提高應(yīng)用勻變速直線的規(guī)律以及推論解答實(shí)驗(yàn)問題的能力，在平時練習(xí)中要加強(qiáng)基礎(chǔ)知識的理解與應(yīng)用．
知道勻變速直線運(yùn)動中時間中點(diǎn)的速度等于該過程中的平均速度．