Question

如图所示，某同学利用气垫导轨和平板形挡光片测量滑块下滑至A的瞬时速度．他先调整气垫导轨的倾斜角度，确定固定点P和A的位置，使PA的距离约为45.0cm．实验操作如下：

①J将一个光电门固定于A点．将第二个光电门置于A点下方相距X的B点，滑块自P点 由静止开始下滑，测量经过两光电门之间的时间t
②改变X，重复实验步骤①．根据实验数据，并在直角坐标纸上作出如图所示的

x

t

-t图，@将第二个光电门置于A点上方相距X处，重重复和①②项实验操作．测量数据见下表

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

请根据上述实验 步骤完成下列各问题：
（1）根据给同学所画的

x

t

-t图求出此过程中滑块的加速度为

 

m/s²．
（2）根据③中给出的数据，在答题纸相应位置的坐标纸上做出该情况下的

x

t

-t图线．
（3）由所画的图线可得出滑块自P点由静止下滑至A点处的瞬时速度为

 

m/s．
（4）从理论上分析两图线的交点一定

 

（填“在”或“不在”）在纵轴上．
（5）本实验的误差主要来源是

 

．（至少说明一个因素）

Answer 1

考点：用打点计时器测速度

专题：实验题

分析：根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度，

x

t

为该过程的平均速度，也是该过程的时间中点的速度．
根据匀变速直线运动规律得：v

t

2

=v_A+a?

t

2

，所以

x

t

-t图象的斜率表示2a．
运用描点法作出

x

t

-t图线．
t=0时刻的速度即为A点处的瞬时速度．

解答：解：（1）根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度，

x

t

为该过程的平均速度，也是该过程的时间中点的速度．
根据匀变速直线运动规律得：v

t

2

=v_A+a?

t

2

，所以

x

t

-t图象的斜率表示2a．
根据

x

t

-t图象得斜率k=

5.7

1.16

=4.91
所以滑块的加速度为a=4.91×2=9.82cm/s²=0.0982m/s²．
（2）根据③中给出的数据，运用描点法作出

x

t

-t图线：
（3）由所画的图线可得出滑块自P点由静止下滑至A点处的瞬时速度为t=0时刻的速度，为0.293m/s．
（4）从理论上分析滑块做匀加速直线运动，t=0时刻的速度即为A点处的瞬时速度，所以两图线的交点一定在纵轴上．
（5）本实验的误差主要来源是导轨的气流不均匀或倾角大小及光电门放置位置的读数、作图等因数引起．．
故答案为：（1）0.0982；
（2）如图所示；
（3）0.293；
（4）在；
（5）导轨的气流不均匀或倾角大小及光电门放置位置的读数、作图等因数引起．

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．
知道匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度．