Question

7．圖甲是“研究勻變速直線運動”的實驗裝置，圖乙是該實驗中獲得的一條紙帶．已知所用交流電源的頻率為50Hz，A、B、C、D、E、F是紙帶上的計數(shù)點，相鄰計數(shù)點間還有四個點沒有畫出．

（1）實驗中下列操作步驟必要的有C
A．實驗前需平衡摩擦力
B．應用天平稱出砂桶和砂的質量
C．應先接通電源再釋放小車
D．實驗時砂和砂桶的質量需遠小于
小車和砝碼的總質量
（2）實驗時由于沒有記錄CD間的讀數(shù)，根據(jù)圖乙中已有的數(shù)據(jù)估算出CD間的距離約為2.12cm．
（3）某同學在處理數(shù)據(jù)時將A點記為t=0，B點記為t=0.1s，C點記為t=0.2s…，將AB間距離記為t=0.1s時的位移s=1.50cm，BC間距離記為t=0.2s時的位移s=1.81cm…，并根據(jù)圖乙中的數(shù)據(jù)作出如圖丙所示的s-t圖象，
該圖線與縱坐標的交點表示的是OA之間的距離；若該同學根據(jù)圖象得出s-t圖象的斜率為k（m/s），則該紙帶運動時的加速度大小是10km/s²（請用斜率k來表示，數(shù)值概不給分）．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)實驗研究勻變速直線運動的規(guī)律，結合實驗原理，即可判定；
（2）依據(jù)在連續(xù)相等時間內的位移之差是一恒量，即可求出；
（3）根據(jù)橫縱坐標的物理量，結合圖象的縱截距與斜率的含義，即可求解．

解答 解：（1）A、研究小車做勻變速直線運動，不需要平衡摩擦力，故A錯誤．
B、實驗數(shù)據(jù)處理中，不涉及到砂桶和砂的質量，故B錯誤．
C、實驗時應先接通電源，再釋放小車，故C正確．
D、該實驗不需要砂和砂桶的質量需遠小于小車和砝碼的總質量，因不需要知道拉小車的拉力，故D錯誤．
（2）根據(jù)在相等時間內的位移之差相等，則有：X_BC-X_AB=X_CD-X_BC，
即為：1.81=1.50=X_CD-1.81，解得：X_CD=2.12cm；
（3）將AB間距離記為t=0.1s時的位移s=1.50cm，BC間距離記為t=0.2s時的位移s=1.81cm；
因此s-t圖象與縱坐標的交點表示的是OA之間的距離；
根據(jù)平均速度等于位移與時間的比值，由于各段位移對應的時間均為0.1s，
因此當縱坐標的位移除以0.1s時，即為各段的平均速度值，
那么加速度大小a=$\frac{\overline{v}}{t}$=$\frac{\frac{s}{0.1}}{t}$=10×$\frac{s}{t}$=10k；
故答案為：（1）C；（2）2.11～2.12；（3）OA之間的距離；10k．

點評 解決本題的關鍵掌握紙帶的處理方法，會通過紙帶求解瞬時速度和加速度，關鍵是勻變速直線運動推論的運用，注意位移與時間的斜率與加速度的關系是解題的關鍵．