Question

14．某同學(xué)利用圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置，探究物塊在水平桌面上的運(yùn)動規(guī)律．物塊在重物的牽引下開始運(yùn)動，重物落地后，物塊再運(yùn)動一段距離停在桌面上（尚未到達(dá)滑輪處）．從紙帶上便于測量的點(diǎn)開始，每5個(gè)點(diǎn)取1個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離如圖乙所示．打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源的頻率為50Hz．

①通過分析紙帶數(shù)據(jù)，可判斷物塊在相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)6和7之間某時(shí)刻開始減速．
②物塊減速運(yùn)動過程中加速度的大小為a=2.00m/s²，（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）．
若用$\frac{a}{g}$來計(jì)算物塊與桌面間的動摩擦因數(shù)（g為重力加速度），則計(jì)算結(jié)果μ=0.200（保留三位有效數(shù)字）
③如果該同學(xué)安裝好所有的實(shí)驗(yàn)器材后，再接通電源后，發(fā)現(xiàn)電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器不能工作．經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)電源太低，而打點(diǎn)計(jì)時(shí)器完好．現(xiàn)身邊有滑動變阻器和自耦變壓器，他稍加思索就設(shè)計(jì)了以下四種電路如圖丙．請你幫他分析下列四種路合符要求？D

Answer 1

分析 ①由紙帶兩個(gè)點(diǎn)之間的時(shí)間相同，若位移逐漸增大，表示物體做加速運(yùn)動，若位移逐漸減小，則表示物體做減速運(yùn)動；
②用作差法求解減速過程中的加速度；
③根據(jù)牛頓第二定律求出a，即可求出μ
④變壓器只能改變交流電的電壓和電流，不能改變直流電的電壓和電流，根據(jù)變壓器電壓與匝數(shù)成正比，升壓變壓器原線圈匝數(shù)比副線圈匝數(shù)少

解答 解：①從紙帶上的數(shù)據(jù)分析得知：在點(diǎn)計(jì)數(shù)點(diǎn)6之前，兩點(diǎn)之間的位移逐漸增大，是加速運(yùn)動，在計(jì)數(shù)點(diǎn)7之后，兩點(diǎn)之間的位移逐漸減小，是減速運(yùn)動，所以物塊在相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)6和7之間某時(shí)刻開始減速；
②每5個(gè)點(diǎn)取1個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，所以相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔T=0.1s，由紙帶可知，計(jì)數(shù)點(diǎn)7往后做減速運(yùn)動，根據(jù)作差法得：
$a=\frac{0.046+0.066-0.0861-0.1060}{4×0．{1}_{\;}^{2}}=-2.00m/{s}_{\;}^{2}$，減速過程的加速度大小為2.00$m/{s}_{\;}^{2}$
③根據(jù)牛頓第二定律，μmg=ma，得a=μg，$μ=\frac{a}{g}=\frac{2.00}{10}=0.200$
④變壓器只能改變交變電流的電壓，故AB錯誤，因?yàn)殡娫措妷禾�低，需要用升壓變壓器，副線圈匝數(shù)比原線圈匝數(shù)多，故D正確；
故答案為：①6      7
②2.00
③0.200
④D

點(diǎn)評 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)知識的理解與應(yīng)用．