Question

瞬時速度是一個重要的物理概念．但在物理實驗中通常只能通過

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v

=

△s

△t

（△s為擋光片的寬度，△t為擋光片經(jīng)過光電門所經(jīng)歷的時間）的實驗方法來近似表征物體的瞬時速度．這是因為在實驗中無法實現(xiàn)△t或△s趨近零．
為此人們設(shè)計了如下實驗來研究物體的瞬時速度．如圖所示，在水平導(dǎo)軌的A處放置一光電門，讓載有輕質(zhì)擋光片（寬度為△s）的小車與細(xì)線、鉤碼連接，從P點靜止運動，再利用處于A處的光電門記錄下?lián)豕馄��?jīng)過A點所經(jīng)歷的時間△t．接下來，改用不同寬度的擋光片重復(fù)上述實驗，最后運用公式

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v

=

△s

△t

計算出不同寬度的擋光片從A點開始在各自△s區(qū)域內(nèi)的

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v

A，并作出

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v

-△t可圖，如圖所示．
（1）本實驗需要的步驟有：

 

A．小車質(zhì)量應(yīng)遠(yuǎn)大于鉤碼質(zhì)量
B．實驗前需要平衡摩擦力
C．小車每次實驗必須從同一點開始運動
D．小車后面必須連接紙帶，并使用打點計時器
（2）根據(jù)描點，請你在坐標(biāo)系內(nèi)畫出可

.

v

-△t圖線．
（3）根據(jù)可

.

v

-△t圖線，可知小車的加速度大小約為

 

m/s²，擋光片經(jīng)過A點時的瞬間速度大小約為

 

m/s．（保留兩位有效數(shù)字）

Answer 1

分析：該題運用公式

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v

=

△s

△t

計算出不同寬度的擋光片從A點開始在各自△s區(qū)域內(nèi)的

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v

A，來表示不同位置的瞬時速度，并作出

.

v

-△t可圖，然后求出小車的加速度及通過A點的瞬時速度．所以該運動必須是同一種勻變速運動，所以小車每次必須從同一點出發(fā)．

解答：解：（1）該題運用公式

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v

=

△s

△t

計算出不同寬度的擋光片從A點開始在各自△s區(qū)域內(nèi)的

.

v

A，來表示不同位置的瞬時速度，并作出

.

v

-△t可圖，然后求出小車的加速度及通過A點的瞬時速度．所以該運動必須是同一種勻變速運動，所以小車每次必須從同一點出發(fā)．只要該運動是勻變速運動即可，所以不必要實驗前需要平衡摩擦力以及要滿足小車質(zhì)量應(yīng)遠(yuǎn)大于鉤碼質(zhì)量．速度可以通過擋光片的寬度除以擋光時間求得，所以不需要打點計時器和紙帶．故A、B、D錯誤，C正確．
故選C．
   （2）該圖線為一直線，偏離較遠(yuǎn)的點可以舍去．
   （3）根據(jù)圖線的斜率求出加速度為0.55-0.57m/s²，當(dāng)△t趨向于0時，所表示的速度為A點的瞬時速度，從圖象上看出，為0.51-0.53m/s．

點評：解決本題的關(guān)鍵知道該題運用公式

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v

=

△s

△t

計算出不同寬度的擋光片從A點開始在各自△s區(qū)域內(nèi)的

.

v

A，來表示不同位置的瞬時速度，并作出

.

v

-△t可圖，然后求出小車的加速度及通過A點的瞬時速度．