Question

10．某同學(xué)利用圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置，探究物塊在水平桌面上的運(yùn)動(dòng)規(guī)律．物塊在重物的牽引下開始運(yùn)動(dòng)，重物落地后，物塊再運(yùn)動(dòng)一段距離停在桌面上（尚未到達(dá)滑輪處）．從紙帶上便于測(cè)量的點(diǎn)開始選取計(jì)數(shù)點(diǎn)（每相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間有4個(gè)點(diǎn)未畫出），相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的時(shí)間間隔記為T，相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離如圖所示．打
點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源的頻率為f=50Hz．

（1）通過分析紙帶數(shù)據(jù)，可判斷物塊在兩相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)6和7之間某時(shí)刻開始減速．
（2）計(jì)數(shù)點(diǎn)5對(duì)應(yīng)的速度大小為1.00m/s，計(jì)數(shù)點(diǎn)6對(duì)應(yīng)的速度大小為1.20m/s．（保留三位有效數(shù)字）
（3）若要計(jì)算物塊在減速階段的加速度大小，可用公式a=$\frac{（{s}_{9}+{s}_{10}-{s}_{7}-{s}_{8}）}{4{T}^{2}}$（用字母T、Sn表示）；進(jìn)而代入值算出a=-2.00m/s²．（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）
（4）物塊在加速時(shí)，其加速度的方向是：5到1（選填“1到5”或者“5到1”）

Answer 1

分析 （1）由紙帶兩個(gè)點(diǎn)之間的時(shí)間相同，若位移逐漸增大，表示物體做加速運(yùn)動(dòng)，若位移逐漸減小，則表示物體做減速運(yùn)動(dòng)；
（2）用平均速度代替瞬時(shí)速度的方法求解瞬時(shí)速度；
（3）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．
（4）加速運(yùn)動(dòng)，加速度的方向與速度方向相同．

解答 解：（1）從紙帶上的數(shù)據(jù)分析得知：在點(diǎn)計(jì)數(shù)點(diǎn)6之前，兩點(diǎn)之間的位移逐漸增大，是加速運(yùn)動(dòng)，在計(jì)數(shù)點(diǎn)7之后，兩點(diǎn)之間的位移逐漸減小，是減速運(yùn)動(dòng)，所以物塊在相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)6和7之間某時(shí)刻開始減速；
（2）計(jì)數(shù)點(diǎn)5的瞬時(shí)速度${v}_{5}=\frac{{x}_{46}}{2T}=\frac{（9.00+11.01）×1{0}^{-2}}{0.2}$m/s=1.00m/s，加速過程中的加速度${a}_{1}=\frac{{x}_{35}-{x}_{13}}{4{T}^{2}}$=$\frac{（7.01+9.00-5.01-3.00）×1{0}^{-2}}{4×0.01}$=2.00m/s²，則計(jì)數(shù)點(diǎn)6的瞬時(shí)速度v₆=v₅+aT=1.00+2×0.1m/s=1.20m/s．
（3）根據(jù)△x=aT²，運(yùn)用逐差法得，a=$\frac{（{s}_{9}+{s}_{10}-{s}_{7}-{s}_{8}）}{4{T}^{2}}$，代入數(shù)據(jù)解得a=-2.00m/s²．
（4）物體在加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，加速度的方向與速度方向相同，則加速度方向?yàn)閺摹?到1”．
故答案為：（1）6，7，（2）1.00，1.20，（3）$\frac{（{s}_{9}+{s}_{10}-{s}_{7}-{s}_{8}）}{4{T}^{2}}$，2.00，（4）5到1，

點(diǎn)評(píng) 要提高應(yīng)用勻變速直線的規(guī)律以及推論解答實(shí)驗(yàn)問題的能力，在平時(shí)練習(xí)中要加強(qiáng)基礎(chǔ)知識(shí)的理解與應(yīng)用．