Question

12．某同学在做“探究小车速度随时间变化规律”的实验时，得到一条点迹清晰的纸带如图，在纸带上依次选出7个计数点，分别标以O、A、B、C、D、E和F，每相邻两个计数点间还有4个点未画出，打点计时器所用电源的频率是50Hz．
（1）如果测得C、D两点相距S₄=2.70cm，D、E两点相距S₅=2.90cm，则据此数据计算在打D点时小车的速度公式为v_D=$\frac{{S}_{4}+{S}_{5}}{2T}$，小车的速度值v_D=0.280m/s（保留3为有效数字）；
（2）该同学分别算出其他速度：v_A=0.220m/s，v_B=0.241m/s，v_C=0.258m/s，v_E=0.300m/s．请设计实验数据记录表格填入框中，并在图中作出小车运动的v-t图象，设O点为计时起点．
实验数据记录表格：
（3）由所做v-t图象判断，小车所做的运动为匀加速直线运动．加速度为0.20m/s²；
（4）如果实验中用电磁打点计时器，能否用220V交流电压，答：不能；如果用电火花打点计时器，能速用220V交流电压，答：能．

Answer 1

分析 （1）根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度，求出D点的瞬时速度．
（2、3）每两个相邻的计数点间的时间间隔为0.1s，根据每个时刻的速度作出v-t图线．通过速度时间图线得出小车的运动规律；
（4）电磁打点计时器使用4V到6V交流电源，而电火花打点计时器使用的220V交流电源．

解答 解：（1）根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度，得
v_D=$\frac{{S}_{4}+{S}_{5}}{2T}$，
代入数据得v_D=0.280m/s．
（2）每相邻两个点的时间间隔为0.1s，确定出每个时刻的瞬时速度，作出v-t图线．如图1所示．

时间t （s）	0.1	0.2	0.3	0.4	0.5
速度v （m/s）	0.220	0.241	0.258	0.280	0.300

（3）因为速度时间图线是一条倾斜的直线，知小车做匀加速直线运动，
根据a=$\frac{△v}{△t}$=$\frac{0.3-0.2}{0.5}$=0.20m/s²．
（4）因电磁打点计时器使用4V到6V交流电源，而电火花打点计时器使用的220V交流电源，
故答案为：
（1）v_D=$\frac{{S}_{4}+{S}_{5}}{2T}$，0.280；
（3）匀加速直线运动，0.20；
（4）不能，能．

点评 要提高应用匀变速直线的规律以及推论解答实验问题的能力，在平时练习中要加强基础知识的理解与应用，注意电磁打点计时器与电火花打点计时器的区别与联系．