Question

2．某同學(xué)運用“驗證牛頓第二定律的實驗”的裝置，設(shè)計了如下實驗：
A．實驗裝置如圖甲所示，一端系在滑塊上的輕質(zhì)細繩繞過轉(zhuǎn)軸光滑的輕質(zhì)滑輪另一端掛一質(zhì)量為m=50g的鉤碼，用墊塊將長木板有定滑輪的一端墊起．調(diào)整長木板的傾角，直至輕推滑塊后，滑塊沿長木板向下做勻速直線運動；
B．保持長木板的傾角不變，取下細繩和鉤碼，接好紙帶，接通打點計時器的電源，讓滑塊沿長木板滑下，打點計時器打下的紙帶如圖乙所示，相鄰兩個計數(shù)點之間還有4個打點未畫出，打點計時器接頻率為50Hz的低壓交流電源，（g取9.8m/s²）．回答下列問題：

（1）紙帶的E端（“A端”或“E端”）與滑塊相連．
（2）根據(jù)紙帶可得：滑塊的加速度大小a=1.54m/s²．（保留3位有效數(shù)字）
（3）不計紙帶與打點計時器間的阻力，滑塊的質(zhì)量M=0.318kg．（保留3位有效數(shù)字）

Answer 1

分析 （1）根據(jù)相鄰計數(shù)點間的距離的變化判斷速度的變化，然后判定哪一端與小滑塊相連．
（2）根據(jù)勻變速直線運動的推論$△x=a{T}_{\;}^{2}$求加速度；
（3）對小車，根據(jù)牛頓第二定律求小車質(zhì)量；

解答 解：（1））AE之間兩點之間的距離逐漸變小，所以A處的速度大于E處的速度，由于小滑塊做勻加速直線運動，所以E端與小滑塊相連．
（2）相鄰計數(shù)點間的時間間隔T=5×0.02s=0.1s
根據(jù)逐差法，得加速度$a=\frac{（{x}_{3}^{\;}+{x}_{4}^{\;}）-（{x}_{1}^{\;}+{x}_{2}^{\;}）}{（2T）_{\;}^{2}}$=$\frac{（7.66cm+6.13cm）-（4.58cm+3.05cm）}{（2×0.1s）_{\;}^{2}}$=154$cm/{s}_{\;}^{2}$=$1.54m/{s}_{\;}^{2}$
（2）對小車，根據(jù)牛頓第二定律，有F=Ma
其中F=mg
滑塊質(zhì)量M=$\frac{mg}{a}=\frac{0.05×9.8}{154．}kg=0.318kg$
故答案為：（1）E端      （2）1.54     （3）0.318

點評 解決本題的關(guān)鍵掌握紙帶的處理方法，會通過紙帶求解速度和加速度，關(guān)鍵是勻變速直線運動的兩個重要推論的運用．