Question

如圖所示，某同學利用氣墊導軌和平板形擋光片測量滑塊下滑至A的瞬時速度．他先調整氣墊導軌的傾斜角度，確定固定點P和A的位置，使PA的距離約為45.0cm．實驗操作如下：

①J將一個光電門固定于A點．將第二個光電門置于A點下方相距X的B點，滑塊自P點 由靜止開始下滑，測量經過兩光電門之間的時間t
②改變X，重復實驗步驟①．根據實驗數據，并在直角坐標紙上作出如圖所示的

x

t

-t圖，@將第二個光電門置于A點上方相距X處，重重復和①②項實驗操作．測量數據見下表

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

請根據上述實驗 步驟完成下列各問題：
（1）根據給同學所畫的

x

t

-t圖求出此過程中滑塊的加速度為

 

m/s²．
（2）根據③中給出的數據，在答題紙相應位置的坐標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點由靜止下滑至A點處的瞬時速度為

 

m/s．
（4）從理論上分析兩圖線的交點一定

 

（填“在”或“不在”）在縱軸上．
（5）本實驗的誤差主要來源是

 

．（至少說明一個因素）

Answer 1

考點：用打點計時器測速度

專題：實驗題

分析：根據勻變速直線運動中時間中點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的速度．
根據勻變速直線運動規律得：v

t

2

=v_A+a?

t

2

，所以

x

t

-t圖象的斜率表示2a．
運用描點法作出

x

t

-t圖線．
t=0時刻的速度即為A點處的瞬時速度．

解答：解：（1）根據勻變速直線運動中時間中點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的速度．
根據勻變速直線運動規律得：v

t

2

=v_A+a?

t

2

，所以

x

t

-t圖象的斜率表示2a．
根據

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③中給出的數據，運用描點法作出

x

t

-t圖線：
（3）由所畫的圖線可得出滑塊自P點由靜止下滑至A點處的瞬時速度為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動，t=0時刻的速度即為A點處的瞬時速度，所以兩圖線的交點一定在縱軸上．
（5）本實驗的誤差主要來源是導軌的氣流不均勻或傾角大小及光電門放置位置的讀數、作圖等因數引起．．
故答案為：（1）0.0982；
（2）如圖所示；
（3）0.293；
（4）在；
（5）導軌的氣流不均勻或傾角大小及光電門放置位置的讀數、作圖等因數引起．

點評：要提高應用勻變速直線的規律以及推論解答實驗問題的能力，在平時練習中要加強基礎知識的理解與應用．
知道勻變速直線運動中時間中點的速度等于該過程中的平均速度．