Question

9．某同學用如圖1所示的裝置做驗證動能定理的實驗，實驗前已平衡摩擦力，打點計時器使用50Hz低壓交流電．做完該實驗后，他撤去橡皮筋，用此裝置及細繩、若干鉤碼（鉤碼總質(zhì)量小于小車質(zhì)量）做研究勻變速直線運動的實驗．由于操作不當，該同學弄亂了紙帶．已知紙帶上各點均為從左到右打下，部分相鄰點跡間的距離已測出，則下列圖2四條紙帶中，研究勻變速直線運動實驗打出的紙帶為C，小車的加速度為4.5m/s²；驗證動能定理實驗打出的紙帶為B．（填紙帶前的字母序號）

Answer 1

分析 根據(jù)紙帶上點跡間的距離分析小車的運動情況，根據(jù)勻變速直線運動的推論公式△x=aT²可以求出加速度的大小，驗證動能定理的實驗中，當橡皮筋的彈力為零時，小車做勻速運動．

解答 解：勻變速直線運動相鄰的相等時間內(nèi)的位移之差是個定值，根據(jù)紙帶可知，A做減速運動，B先做加速后做勻速，C中相鄰的相等時間內(nèi)的位移之差近似相等，
根據(jù)作差法得加速度a=$\frac{0.0107+0.0088-0.0071-0.0052}{0.0{2}^{2}}$=4.5m/s²，
D中相鄰的相等時間內(nèi)的位移之差△x=0.0156-0.0108=0.0048m，則加速度為$a=\frac{△x}{{T}^{2}}=\frac{0.0048}{0.0{2}^{2}}=12m/{s}^{2}$，由于鉤碼總質(zhì)量小于小車質(zhì)量，根據(jù)牛頓第二定律可知a=$\frac{mg}{M+m}＜g$，所以研究勻變速直線運動實驗打出的紙帶為C，加速度為4.5m/s²，
驗證動能定理的實驗中，當橡皮筋的彈力為零時，小車做勻速運動，所以驗證動能定理實驗打出的紙帶為B．
故答案為：C；4.5；B

點評 要提高應用勻變速直線的規(guī)律以及推論解答實驗問題的能力，在平時練習中要加強基礎知識的理解與應用，特別注意本題中D紙帶的加速度大于g，不符合題目要求，難度適中．