高安民
(河南省宜陽第一高級中學,河南 宜陽 471600)

圖1 紙帶被重物牽引下落時打出的點跡
題目(必修1教材第24頁習題2).把紙帶的下端固定在重物上,上端用手提著,紙帶穿過打點計時器.接通電源后將紙帶釋放,重物拉著紙帶下落,紙帶被打出一系列點,其中有一段如圖1所示.
(1)圖1所示紙帶,哪端與重物相連?
(2)怎樣計算紙帶上打點A時重物的瞬時速度?說出你的道理.
人民教育出版社等3家單位編著的《教師教學用書》(物理1·必修)第18頁所給的答案如下.
(1)紙帶左端與重物相連.
(2)測出點A與右方相鄰一點的距離,記為Δx=7.0×10-3m,這兩點間所需Δt=0.02s,所以可以求得這兩點間的平均速度
因為Δt=0.02s,在要求不高的情況下,可以認為是很小的.所以A點的速度可以認為等于0.35m/s.
筆者認為教參所給解答(2)是不準確的.理由是:既然可以用A點右方相鄰最小時間上的平均速度v1表示A點的瞬時速度,同樣也可以用其左方相鄰最小時間上的平均速度v2表示A點的瞬時速度,從減小實驗誤差角度看,A點的瞬時速度應是這兩個速度的平均值.
該題的正確解答為測出點A與右方相鄰一點的距離,記為Δx1=7.0×10-3m,這兩點間所需Δt=0.02s,所以可以求得這兩點間的平均速度m/s.
再測出點A與左方相鄰一點的距離,記為Δx2=6.0×10-3m,這兩點間所需Δt=0.02s,所以可以求得這兩點間的平均速度
因為Δt=0.02s,在要求不高的情況下,可以認為是很小的.A點的瞬時速度既可以認為是v1,也可以認為是v2,從減小實驗誤差角度看,A點的瞬時速度應為vA=
這種解法既符合學生的認知規律,便于學生接受,所得計算速度表達式也與“研究勻變速直線運動”計算速度的公式吻合,可以很好防止思維定勢對后續學習的干擾,起到“一箭雙雕”的作用.