Question

10．研究小車勻變速直線運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)裝置如圖a所示，其中斜面傾角θ可調(diào)，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的工作頻率為50Hz，紙帶上計(jì)數(shù)點(diǎn)的間距如圖b所示，其中每相鄰兩點(diǎn)之間還有 4個(gè)記錄點(diǎn)未畫出．

（1）計(jì)數(shù)點(diǎn)5對(duì)應(yīng)的瞬時(shí)速度大小計(jì)算式為v₅=$\frac{{s}_{4}+{s}_{5}}{2T}$．
（2）為了充分利用記錄數(shù)據(jù)，減小誤差，小車加速度大小的計(jì)算式應(yīng)為a=$\frac{（{s}_{4}+{s}_{5}+{s}_{6}）-（{s}_{1}+{s}_{2}+{s}_{3}）}{9{T}^{2}}$．

Answer 1

分析 根據(jù)某段時(shí)間內(nèi)的平均速度等于中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度求出計(jì)數(shù)點(diǎn)5的瞬時(shí)速度．根據(jù)連續(xù)相等時(shí)間內(nèi)的位移之差是一恒量，運(yùn)用逐差法求出加速度．

解答 解：（1）相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔T=0.1s，計(jì)數(shù)點(diǎn)5的瞬時(shí)速度等于4、6兩點(diǎn)間的平均速度，則${v}_{5}=\frac{{s}_{4}+{s}_{5}}{2T}$．
（2）根據(jù)連續(xù)相等時(shí)間內(nèi)的位移之差是一恒量知，${a}_{1}=\frac{{s}_{4}-{s}_{1}}{3{T}^{2}}$，${a}_{2}=\frac{{s}_{5}-{s}_{2}}{3{T}^{2}}$，${a}_{3}=\frac{{s}_{6}-{s}_{3}}{3{T}^{2}}$，
則小車的加速度a=$\frac{{a}_{1}+{a}_{2}+{a}_{3}}{3}$=$\frac{（{s}_{4}+{s}_{5}+{s}_{6}）-（{s}_{1}+{s}_{2}+{s}_{3}）}{9{T}^{2}}$．
故答案為：（1）$\frac{{s}_{4}+{s}_{5}}{2T}$，（2）$\frac{（{s}_{4}+{s}_{5}+{s}_{6}）-（{s}_{1}+{s}_{2}+{s}_{3}）}{9{T}^{2}}$．

點(diǎn)評(píng) 解決本題的關(guān)鍵掌握紙帶的處理方法，會(huì)通過紙帶求解瞬時(shí)速度和加速度，主要是勻變速直線運(yùn)動(dòng)推論的運(yùn)用．