邱基斌
勻變速直線運(yùn)動有多個(gè)考點(diǎn),紙帶的分析與計(jì)算是其中的核心考點(diǎn)之一,也是近幾年全國各地高考的熱點(diǎn),常見考查類型有判定物體運(yùn)動性質(zhì)、求各點(diǎn)瞬時(shí)速度、求加速度等,下面舉例分析。
一、判定物體的運(yùn)動性質(zhì)
(1)根據(jù)勻速直線運(yùn)動的特點(diǎn)x=vt,若所打紙帶上各相鄰點(diǎn)間距相等,則說明物體做勻速運(yùn)動。
(2)根據(jù)勻變速直線運(yùn)動的推論Δx=aT2,若所打紙帶上在任意兩個(gè)相鄰的相等時(shí)間內(nèi)物體的位移差相等,則說明物體做勻變速直線運(yùn)動。
二、由紙帶求物體速度
勻變速直線運(yùn)動某段時(shí)間t內(nèi)中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度v等于這段時(shí)間的初速度v0和末速度v的平均值,即v=v0+v2。如果物體做勻變速直線運(yùn)動,x1、x2、……、xn為其在連續(xù)相等時(shí)間內(nèi)的位移,a為其加速度,T為相等時(shí)間的間隔值,由于紙帶上每相鄰兩個(gè)點(diǎn)之間的時(shí)間間隔都是相等的,實(shí)驗(yàn)紙帶上某點(diǎn)對應(yīng)的瞬時(shí)速度就等于以這個(gè)點(diǎn)為中間時(shí)刻的相鄰兩段時(shí)間間隔內(nèi)的平均速度,即vn=xn+xn+12T。
三、加速度的計(jì)算
(1)用逐差法計(jì)算。
為了減小實(shí)驗(yàn)中的偶然誤差,分析紙帶時(shí),紙帶上的各段位移最好都用上,這就是利用逐差法求加速度。具體方法為:
①如果所給紙帶滿足在連續(xù)相等的時(shí)間間隔內(nèi)的位移差相等,即Δx=aT2,可得a=ΔxT2,用此公式可求加速度。