14.做勻加速直線運動的小車,牽引一條紙帶通過打點計時器(所接交流電源的頻率是50Hz).由紙帶上打出的某一點開始,每5個點剪下一段紙帶,如圖所示,使每一條紙帶下端與x軸重合,左邊與y軸平行,將紙帶并排貼在直角坐標系中.
(1)小車在第一段紙帶對應的0.1s內(nèi)中間時刻的瞬時速度是0.12m/s;
(2)小車的加速度是0.8m/s2

分析 使用的方法是等效代替法解題,它們的長度分別等于x=v平均t,因為剪斷的紙帶所用的時間都是t=0.1s,即時間t相等,所以紙帶的長度之比等于此段紙帶的平均速度之比;而此段紙帶的平均速度等于這段紙帶中間時刻的速度,最后得出結(jié)論紙帶的長度之比等于此段紙帶的平均速度之比,還等于各段紙帶中間時刻的速度之比,即紙帶的高度之比等于中間時刻速度之比.

解答 解:(1)它們的長度分別等于x=v平均t,因為剪斷的紙帶所用的時間都是t=0.1s,即時間t相等,所以紙帶的長度之比等于此段紙帶的平均速度之比;而此段紙帶的平均速度等于這段紙帶中間時刻的速度,即在第一個0.1s內(nèi),中間時刻的速度為:v=$\frac{0.012}{0.1}$m/s=0.12m/s
(2)

如圖所示即相當于物體的速度-時間圖象,則斜率即為加速度,橫坐標每一紙帶的寬度代表0.1s
故:a=$\frac{△v}{△t}$=$\frac{0.052-0.012}{0.55-0.05}$m/s2=0.8m/s2
故答案為:(1)0.12;(2)0.8.

點評 紙帶的長度之比等于此段紙帶的平均速度之比,還等于各段紙帶中間時刻的速度之比,即紙帶的高度之比等于中間時刻速度之比.這種等效替代的方法減小了解題難度.

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A.小球落地點到P點的水平距離可能為$\sqrt{6}$R
B.小球落地點到P點的水平距離可能為2$\sqrt{2}$R
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