Question

19．某同學(xué)在“研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)中，用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器得到了在不同拉力作用下的A、B、C、D…等幾條較為理想的紙帶，并在紙帶上每5個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，即兩計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的時(shí)間間隔為0.1s，按打點(diǎn)先后依次為0，1，2，3，4，5．由于不小心，幾條紙帶都被撕斷了，如圖所示（圖中數(shù)據(jù)為相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離），請(qǐng)根據(jù)給出的四段紙帶回答：

（1）打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的工作電流是交流（選填“交流”或“直流”）；
（2）在甲、乙、丙三段紙帶中，可能是從紙帶A撕下的是乙；
（3）打紙帶A時(shí)，物體的加速度大小是3.11m/s²，打點(diǎn)“1”時(shí)物體的速度大小是0.456 m/s（保留三位有效數(shù)字）．
（4）某同學(xué)在在《研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)》的實(shí)驗(yàn)中，小車掛上鉤碼和紙帶后，停在靠近計(jì)時(shí)器處，計(jì)時(shí)器使用的是50Hz的交變電流．這時(shí)鉤碼離地面高度為0.8m．現(xiàn)要求紙帶上記錄的點(diǎn)數(shù)不得少于41個(gè)，則小車運(yùn)動(dòng)的加速度應(yīng)不超過2.5m/s²（紙帶與木板足夠長(zhǎng)）

Answer 1

分析 （1）打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是使用交流電源的儀器；
（2）根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)：相鄰的時(shí)間間隔位移之差相等，判斷哪段是從A上撕下的；
（3）根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)中時(shí)間中點(diǎn)的速度等于該過程中的平均速度，可以求出打紙帶上1點(diǎn)時(shí)小車的瞬時(shí)速度大�。�根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論公式△x=aT²可以求出加速度的大�。�
（4）根據(jù)紙帶上記錄的點(diǎn)數(shù)不得少于41個(gè)得出鉤碼下落時(shí)間，再運(yùn)用運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求解小車運(yùn)動(dòng)的加速度最大值．

解答 解：（1）打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是使用交流電源的儀器；
（2）根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)（相鄰的時(shí)間間隔位移之差相等）得出：
x₃₄-x₂₃=x₂₃-x₁₂=x₁₂-x₀₁=6.11cm-3.00cm=3.11cm，
則x₃₄-x₁₂=2×3.11cm=6.22cm
得：x₃₄=6.22cm+6.11cm=12.31cm
故從紙帶A撕下的是乙圖；
（3）根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式△x=at²得：
a=$\frac{0.0611-0.03}{0.01}$m/s²=3.11m/s²
利用勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論
v₁=$\frac{0.03+0.0611}{2×0.1}$=0.456m/s
（4）計(jì)時(shí)器使用的是50Hz的交變電流，所以相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔T=0.02s，
根據(jù)紙帶上記錄的點(diǎn)數(shù)不得少于41個(gè)得出鉤碼下落時(shí)間t=40T=0.8s．
運(yùn)用運(yùn)動(dòng)學(xué)公式x=$\frac{1}{2}$at²得
a=$\frac{2×0.8}{0.64}$=2.5 m/s²．
故答案為：（1）交流；（2）乙；�。�3）3.11；0.456．（4）2.5

點(diǎn)評(píng) 要提高應(yīng)用勻變速直線的規(guī)律以及推論解答實(shí)驗(yàn)問題的能力，在平時(shí)練習(xí)中要加強(qiáng)基礎(chǔ)知識(shí)的理解與應(yīng)用．