Question

6．圖甲是“研究勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)裝置，圖乙是該實(shí)驗(yàn)中獲得的一條紙帶．已知所用交流電源的頻率為50Hz，A、B、C、D、E、F是紙帶上的計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有四個(gè)點(diǎn)沒(méi)有畫(huà)出．

（1）實(shí)驗(yàn)中下列操作步驟必要的有C
A．實(shí)驗(yàn)前需平衡摩擦力
B．應(yīng)用天平稱(chēng)出砂桶和砂的質(zhì)量
C．應(yīng)先接通電源再釋放小車(chē)
D．實(shí)驗(yàn)時(shí)砂和砂桶的質(zhì)量需遠(yuǎn)小于小車(chē)和砝碼的總質(zhì)量
（2）實(shí)驗(yàn)時(shí)由于沒(méi)有記錄CD間的讀數(shù)，根據(jù)圖乙中已有的數(shù)據(jù)估算出CD間的距離約為2.12cm．
（3）某同學(xué)在處理數(shù)據(jù)時(shí)將A點(diǎn)記為t=0，B點(diǎn)記為t=0.1s，C點(diǎn)記為t=0.2s…，將AB間距離記為t=0.1s時(shí)的位移s=1.50cm，BC間距離記為t=0.2s時(shí)的位移s=1.81cm…，并根據(jù)圖乙中的數(shù)據(jù)作出如圖丙所示的s-t圖象，該圖線(xiàn)與縱坐標(biāo)的交點(diǎn)表示的是OA之間的距離；若該同學(xué)根據(jù)圖象得出s-t圖象的斜率為k（m/s），則該紙帶運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度大小是10km/s²（請(qǐng)用斜率k來(lái)表示，數(shù)值概不給分）．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)研究勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，結(jié)合實(shí)驗(yàn)原理，即可判定；
（2）依據(jù)在連續(xù)相等時(shí)間內(nèi)的位移之差是一恒量，即可求出；
（3）根據(jù)橫縱坐標(biāo)的物理量，結(jié)合圖象的縱截距與斜率的含義，即可求解．

解答 解：（1）A、研究小車(chē)做勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，不需要平衡摩擦力，故A錯(cuò)誤．
B、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理中，不涉及到砂桶和砂的質(zhì)量，故B錯(cuò)誤．
C、實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)先接通電源，再釋放小車(chē)，故C正確．
D、該實(shí)驗(yàn)不需要砂和砂桶的質(zhì)量需遠(yuǎn)小于小車(chē)和砝碼的總質(zhì)量，因不需要知道拉小車(chē)的拉力，故D錯(cuò)誤．
故選：C
（2）根據(jù)在相等時(shí)間內(nèi)的位移之差相等，則有：X_BC-X_AB=X_CD-X_BC，
即為：1.81-1.50=X_CD-1.81，
解得：X_CD=2.12cm；
（3）將AB間距離記為t=0.1s時(shí)的位移s=1.50cm，BC間距離記為t=0.2s時(shí)的位移s=1.81cm；
因此s-t圖象與縱坐標(biāo)的交點(diǎn)表示的是OA之間的距離；
根據(jù)平均速度等于位移與時(shí)間的比值，由于各段位移對(duì)應(yīng)的時(shí)間均為0.1s，
因此當(dāng)縱坐標(biāo)的位移除以0.1s時(shí)，即為各段的平均速度值，
那么加速度大小a=$\frac{\overline{v}}{t}$=$\frac{\frac{s}{0.1}}{t}=10×\frac{s}{t}$=10k；
故答案為：（1）C；（2）2.12；（3）OA之間的距離；10k．

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(guò)紙帶求解瞬時(shí)速度和加速度，關(guān)鍵是勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)推論的運(yùn)用，注意位移與時(shí)間的斜率與加速度的關(guān)系是解題的關(guān)鍵．