Question

【題目】某實(shí)驗(yàn)小組設(shè)計(jì)了如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置，一根輕質(zhì)細(xì)繩繞過(guò)定滑輪A和輕質(zhì)動(dòng)滑輪B后，一端與力傳感器相連，另一端與小車(chē)相連．動(dòng)滑輪B下面懸掛一個(gè)鉤碼．某次實(shí)驗(yàn)中，由靜止開(kāi)始向右拉動(dòng)紙帶的右端，使小車(chē)向右加速運(yùn)動(dòng)，由傳感器測(cè)出細(xì)繩對(duì)小車(chē)的拉力為F＝0.69 N，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶如圖乙所示，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用交流電的頻率為f＝50 Hz，重力加速度為g＝10 m/s2，試回答下列問(wèn)題：

(1)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下標(biāo)號(hào)為“3”的計(jì)數(shù)點(diǎn)時(shí)，小車(chē)的速度v3＝______m/s (保留3位有效數(shù)字)；

(2)要求盡可能多的利用圖乙中的數(shù)據(jù)計(jì)算小車(chē)運(yùn)動(dòng)的加速度大小a，則a＝______m/s2(保留1位小數(shù))；

(3)不計(jì)輕繩與滑輪及軸與滑輪之間的摩擦，動(dòng)滑輪B下面所懸掛鉤碼的質(zhì)量m＝______kg.

Answer 1

【答案】 （1）1.62 （2）3.0 （3）0.12

【解析】（1）由于每相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有1個(gè)點(diǎn)，所以相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔T=0.04s，
根據(jù)勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)中時(shí)間中點(diǎn)的速度等于該過(guò)程中的平均速度，

（2）根據(jù)勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的推論公式△x=aT2可以求出加速度的大小，
得：a= =3.0m/s2，
（3）由傳感器測(cè)出細(xì)繩對(duì)小車(chē)的拉力為F=0.69N，
根據(jù)動(dòng)滑輪的原理得B下面所懸掛鉤碼加速度a′==1.5m/s2，
根據(jù)牛頓第二定律得2F-mg=ma′
解得m=0.12kg．