s,用刻度尺分别测出相邻计数点间的距离,记为s1、s2、s3、...,然后利用公式=可求得相应的平均速度,记为1、2、3、...,则1、2、3、...可近似看成是相应时间段的中间时刻的瞬时速度,而相邻两段的中间时刻的时间间隔也为0.1 s。
(2)若已知物体做匀变速直线运动,可根据v=t=求瞬时速度。
(3)理论上,时间间隔越小,求出的平均速度越接近某点或某时刻的瞬时速度。但是时间间隔越小,位移也就越小,测量时的相对误差也就越大,所以时间间隔太大或太小都不合适,应该根据实际情况选取合适的两个点,求两点间的平均速度。
【例题2】 某同学利用打点计时器"研究小车速度随时间变化的规律"。该同学在小车的后面连上纸带,利用纸带上打出的点计算小车各个时刻的速度。某次打出的一条纸带如图所示。该同学已在这条纸带上取好了计数点,每两个计数点间还有4个点未画出。计数点的编号依次为A、B、C、D、E,打点计时器打点的时间间隔为0.02 s。他把一刻度尺放在纸带上,其零刻度线和计数点A对齐。
(1)根据该同学打出的纸带,我们可以判断小车与纸带的________(填"左"或"右")端相连。
(2)用该刻度尺测量出计数点A、B之间的距离为________ cm。
(3)计算打B这个计数点时纸带的瞬时速度vB=________ m/s。
解析:小车做加速运动,所以打点间的距离越来越大,由此可判定小车与打点密的一端即纸带的左端相连,由刻度尺读得A、B之间的距离为1.50 cm,A、C间的距离为3.60 cm,又vB=AC===0.18 m/s。
答案:(1)左 (2)1.50 (3)0.18
\o(\s\up7(反思 利用=t=求瞬时速度时一定要注意t和s的单位。
探究三 如何判断物体是否做匀变速直线运动
(1)利用a=可分别求得各段的加速度值a1、a2、a3、...,在误差允许的范围内若各加速度值相等,则可认为物体做匀变速直线运动。
(2)根据计算得出的1、2、3、...建立坐标系,选取计数点1为计时的零时刻,在坐标系中描出速度和对应时刻,然后看描出的点在误差允许的范围内是否共线,若共线则表示物体做匀变速直线运动,且直线的斜率为运动物体的加速度。
(3)测出相邻计数点间的距离s1、s2、s3、...,再将s1、s2、s3、...相邻求差,即Δs1=|s2-s1|,Δs2=|s3-s2|,...,看它们在误差允许的范围内是否相等,若相等,即Δs=常量,则表示物体做匀变速直线运动,且根据Δs=aT2可求加速度a=,其中T为相邻两计数点的时间间隔。为减小误差,可用逐差法,以六组数据为例:
a1=,a2=,a3=
a==
【例题3】 (2011·福建师大高一期中)在"研究匀变速直线运动"的实验中,打点计时器使用的交流电源频率为50 Hz。实验得到的纸带如图所示,图中A、B、C、D、E为所