Question

9．某同學(xué)用如圖1所示的裝置做驗(yàn)證動(dòng)能定理的實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)前已平衡摩擦力，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用50Hz低壓交流電．做完該實(shí)驗(yàn)后，他撤去橡皮筋，用此裝置及細(xì)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(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)．由于操作不當(dāng)，該同學(xué)弄亂了紙帶．已知紙帶上各點(diǎn)均為從左到右打下，部分相鄰點(diǎn)跡間的距離已測(cè)出，則下列圖2四條紙帶中，研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)打出的紙帶為C，小車的加速度為4.5m/s²；驗(yàn)證動(dòng)能定理實(shí)驗(yàn)打出的紙帶為B．（填紙帶前的字母序號(hào)）

Answer 1

分析 根據(jù)紙帶上點(diǎn)跡間的距離分析小車的運(yùn)動(dòng)情況，根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論公式△x=aT²可以求出加速度的大小，驗(yàn)證動(dòng)能定理的實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)橡皮筋的彈力為零時(shí)，小車做勻速運(yùn)動(dòng)．

解答 解：勻變速直線運(yùn)動(dòng)相鄰的相等時(shí)間內(nèi)的位移之差是個(gè)定值，根據(jù)紙帶可知，A做減速運(yùn)動(dòng)，B先做加速后做勻速，C中相鄰的相等時(shí)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(shí)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(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)打出的紙帶為C，加速度為4.5m/s²，
驗(yàn)證動(dòng)能定理的實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)橡皮筋的彈力為零時(shí)，小車做勻速運(yùn)動(dòng)，所以驗(yàn)證動(dòng)能定理實(shí)驗(yàn)打出的紙帶為B．
故答案為：C；4.5；B

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，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．