Question

10．某同學(xué)利用圖所示的實驗裝置，探究物塊在水平桌面上的運動規(guī)律．物塊在重物的牽引下開始運動，重物落地后，物塊再運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開始選取計數(shù)點（每相鄰兩個計數(shù)點之間有4個點未畫出），相鄰兩個計數(shù)點之間的時間間隔記為T，相鄰計數(shù)點間的距離如圖所示．打
點計時器電源的頻率為f=50Hz．

（1）通過分析紙帶數(shù)據(jù)，可判斷物塊在兩相鄰計數(shù)點6和7之間某時刻開始減速．
（2）計數(shù)點5對應(yīng)的速度大小為1.00m/s，計數(shù)點6對應(yīng)的速度大小為1.20m/s．（保留三位有效數(shù)字）
（3）若要計算物塊在減速階段的加速度大小，可用公式a=$\frac{（{s}_{9}+{s}_{10}-{s}_{7}-{s}_{8}）}{4{T}^{2}}$（用字母T、Sn表示）；進(jìn)而代入值算出a=-2.00m/s²．（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）
（4）物塊在加速時，其加速度的方向是：5到1（選填“1到5”或者“5到1”）

Answer 1

分析 （1）由紙帶兩個點之間的時間相同，若位移逐漸增大，表示物體做加速運動，若位移逐漸減小，則表示物體做減速運動；
（2）用平均速度代替瞬時速度的方法求解瞬時速度；
（3）根據(jù)連續(xù)相等時間內(nèi)的位移之差是 一恒量，運用逐差法求出加速度．
（4）加速運動，加速度的方向與速度方向相同．

解答 解：（1）從紙帶上的數(shù)據(jù)分析得知：在點計數(shù)點6之前，兩點之間的位移逐漸增大，是加速運動，在計數(shù)點7之后，兩點之間的位移逐漸減小，是減速運動，所以物塊在相鄰計數(shù)點6和7之間某時刻開始減速；
（2）計數(shù)點5的瞬時速度${v}_{5}=\frac{{x}_{46}}{2T}=\frac{（9.00+11.01）×1{0}^{-2}}{0.2}$m/s=1.00m/s，加速過程中的加速度${a}_{1}=\frac{{x}_{35}-{x}_{13}}{4{T}^{2}}$=$\frac{（7.01+9.00-5.01-3.00）×1{0}^{-2}}{4×0.01}$=2.00m/s²，則計數(shù)點6的瞬時速度v₆=v₅+aT=1.00+2×0.1m/s=1.20m/s．
（3）根據(jù)△x=aT²，運用逐差法得，a=$\frac{（{s}_{9}+{s}_{10}-{s}_{7}-{s}_{8}）}{4{T}^{2}}$，代入數(shù)據(jù)解得a=-2.00m/s²．
（4）物體在加速運動時，加速度的方向與速度方向相同，則加速度方向為從“5到1”．
故答案為：（1）6，7，（2）1.00，1.20，（3）$\frac{（{s}_{9}+{s}_{10}-{s}_{7}-{s}_{8}）}{4{T}^{2}}$，2.00，（4）5到1，

點評 要提高應(yīng)用勻變速直線的規(guī)律以及推論解答實驗問題的能力，在平時練習(xí)中要加強基礎(chǔ)知識的理解與應(yīng)用．