Question

4．圖1是某興趣小組同學設計的實驗裝置，若木板水平放置，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木板上（尚未到達滑輪處），下面是該物塊運動時打出的一條紙帶，從紙帶上便于測量的點開始，相鄰計數(shù)點間的距離如圖2所示，相鄰計數(shù)點間還有4個記錄點未畫出．打點計時器電源的頻率為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、7之間某時刻開始減速；
②物塊減速運動過程中加速度的大小為a=2.00m/s² （保留三位有效數(shù)字）；
③計數(shù)點5對應的速度大小為1.00m/s；（保留三位有效數(shù)字）
④整個運動過程中的最大速度是1.28 m/s．（保留三位有效數(shù)字）．

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；用作差法求解減速過程中的加速度；
③求得58間的總位移，分別對加速和減速過程由速度和位移關系列式可求得最大速度．

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每兩計數(shù)點間有四個點，故兩計數(shù)點間的時間為0.1s；
由紙帶可知，計數(shù)點7往后做減速運動，根據(jù)作差法得：
a=$\frac{0.046+0.066-0.0861-0.1060}{4×0.1}$m/s=-2.00m/s²．
所以物塊減速運動過程中加速度的大小為2.00m/s²
③5時的速度等于46間的平均速度；故有：v₅=$\frac{（9.00+11.00）×1{0}^{-2}}{0.2}$=1.00m/s；
④設最大速度為v，則加速過程由5到最大速度由v²-v₀²=2ax可得：
v²-v₅²=2a₁x₁；
對減速過程有：v²-v₈²=2a₂x₂；
x₁+x₂=0.11+0.1228+0.1060=0.3388m；
聯(lián)立可得：$\frac{2{v}^{2}-{v}_{5}^{2}-{v}_{8}^{2}}{4}$=0.3388
解得：v=1.28m/s；
故答案為：①6，7；②2.00；③1.00；④1.28．

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．