Question

在“探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中，小車做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接在50HZ的低壓交變電源上．某同學(xué)在打出的紙帶上每5點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，共取了A、B、C、D、E、F六個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)（每相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間的四個(gè)點(diǎn)未畫出）．從每一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)處將紙帶剪開分成五段（分別為a、b、c、d、e段），將這五段紙帶由短到長緊靠但不重疊地粘在xoy坐標(biāo)系中，如圖所示，由此可以得到一條表示v-t關(guān)系的圖線，從而求出加速度的大�。�
（1）請你在xoy坐標(biāo)系中用最簡潔的方法作出能表示v-t關(guān)系的圖線（作答在答題紙的圖上）；
（2）從第一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)開始計(jì)時(shí)，為求出0.15s時(shí)刻的瞬時(shí)速度，需要測出哪一段紙帶的長度？答：

b

；
（3）若測得a段紙帶的長度為2.0cm，e段紙帶的長度為10.0cm，則可
求出加速度的大小為

2.0

m/s²．

Answer 1

分析：使用的方法是等效代替法解題，它們的長度分別等于x=v_平均t，因?yàn)榧魯嗟募垘�所用的時(shí)間都是t=0.1s，即時(shí)間t相等，所以紙帶的長度之比等于此段紙帶的平均速度之比；
而此段紙帶的平均速度等于這段紙帶中間時(shí)刻的速度，最后得出結(jié)論紙帶的長度之比等于此段紙帶的平均速度之比，還等于各段紙帶中間時(shí)刻的速度之比，即紙帶的高度之比等于中間時(shí)刻速度之比．

解答：解：（1）紙帶的高度之比等于中間時(shí)刻速度之比，也就是說圖中a段紙帶高度代表0.05s時(shí)的瞬時(shí)速度，b紙帶高度代表0.15s時(shí)的瞬時(shí)速度，
c紙帶高度代表0.25s時(shí)的瞬時(shí)速度，d的高度代表0.35s時(shí)的瞬時(shí)速度，e代表0.45s時(shí)的瞬時(shí)速度．
所以在xoy坐標(biāo)系中用最簡潔的方法作出能表示v-t關(guān)系的圖線，如圖所示．
（2）b紙帶高度代表0.15s時(shí)的瞬時(shí)速度，所以為求出0.15s時(shí)刻的瞬時(shí)速度，需要測出b段紙帶的長度．         
（3）若測得a段紙帶的長度為2.0cm，時(shí)間時(shí)0.1s，所以平均速度也就是0.05s時(shí)的瞬時(shí)速度為0.2m/s；e段紙帶的長度為10.0cm，所以平均速度也就是0.45s時(shí)的瞬時(shí)速度為1m/s；由由以上可知△v=0.8m/s，△t=0.4s；所以加速度a=

△v

△t

=2.0m/s²
故答案為：（1）如圖（2）b（3）2.0

點(diǎn)評：紙帶的長度之比等于此段紙帶的平均速度之比，還等于各段紙帶中間時(shí)刻的速度之比，即紙帶的高度之比等于中間時(shí)刻速度之比．這種等效替代的方法減小了解題難度．