河南省信阳高级中学2019届高三物理一日一题：11 探究小车速度随时间变化的规律（图片版）

的速度,分别记作v1,v2,v3,v,vs d.以速度v为纵轴,时间t为横轴建立直角坐标系,在坐标纸 上描点,如图3所示。 结合上述实验步骤,请你完成下列任务: 1)在下列仪器和器材中,还需要使用的有 和 填 选项前的字母) A.电压合适的50Hz交流电源 B.电压可调的直流电源 C.刻度尺 D.秒表 E.天平(含砝码) (2)在图3中已标出计数点A、B、D、E对应的坐标点,请在 该图中标出计数点C对应的坐标点,并画出v-t图象。 (3)观察v-t图象,可以判断小车做匀变速直线运动,其依据 是 图象斜率的物理意义是 (4)描绘v-t图象前,还不知道小车是否做匀变速直线运动。 用平均速度表示各计数点的瞬时速度,从理论上讲,对△t的 要求是 (选填“越小越好”或“与大小无关”);从实验的 角度看,选取的△x大小与速度测量的误差(选填“有关” 或"无关”) (5)早在16世纪末,伽利略就猜想落体运动的速度应该是均匀 变化的。当时只能靠滴水计时,为此他设计了如图4所示的“斜 面实验”,反复做了上百次,验证了他的猜想。请你结合匀变速 直线运动的知识,分析说明如何利用伽利略“斜面实验检验小球 的速度是随时间均匀变化的。 图4 【分析】(1)依据实验原理,结合打点计时器使用交流电源,通 过某段时间内的平均速度表示中时刻的瞬时速度,即可选取仪 器 (2)根据其它点的位置,确定C点的坐标,再平滑连接,形成 图象; (3)当速度与时间图象是过原点的直线时,则说明小车做匀变 速直线运动,斜率表示小车的加速度; (4)当△t越小,即△x越小时,平均速度越接近瞬时速度; (5)根据运动学位移与时间公式,测量出不同位移与其对应的 时间平方关系,从而即可检验。 【解答】(1)在下列仪器和器材中,还需要使用的有电压合适的 50Hz交流电源,供打点计时器使用 还需要刻度尺,来测量各点的位移大小,从而算出各自速度大小; (2)根据标出计数点A、B、D、E对应的坐标点位置,及C点 对应的时间,从而确定C点的位置,再将各点平滑连接 如图所示 (3)由v-t图象,是过原点的一条直线,可知,速度随着时间 是均匀变化的,说明小车是做匀变速直线运动 图象的斜率,表示小车的加速度; (4)当不知道小车是否做匀变速直线运动,若用平均速度表示 各计数点的瞬时速度,从理论上讲,对△t的要求是越小越好, 即 才使得平均速