Question

20．某同學用如圖1所示的裝置研究勻變速直線運動的規(guī)律．

（1）實驗開始前不需要（填“需要”或“不需要”）平衡摩擦力，實驗中不需要（填“需要”或“不需要”）保證懸掛的鉤碼質量要遠小于小車的質量．
（2）實驗中，從打出的多條紙帶選取一條合適的紙帶，并在其上取了O，A，B，C，D，E，F(xiàn)共7個計數(shù)點，（如圖2每相鄰兩個計數(shù)點間還有四個計時點未畫出）用刻度尺測出 A，B，C，D，E，F(xiàn)六個計數(shù)點到O點的距離并填在表格中

線段	OA	OB	OC	OD	OE	OF
數(shù)據(jù)/cm	0.54	1.53	2.92	4.76	7.00	9.40

打點計時器所用交流電的頻率為50Hz，則打點C時小車的速度為0.16m/s，小車運動的加速度為0.40ms²，從釋放小車到打點C時，小車運動的時間為0.40s（結果都保留兩位有效數(shù)字）．

Answer 1

分析 根據(jù)勻變速直線運動的推論公式△x=aT²可以求出加速度的大小，根據(jù)勻變速直線運動中時間中點的速度等于該過程中的平均速度，可以求出打紙帶上C點時小車的瞬時速度大�。�

解答 解：（1）本實驗只要保證小車能做勻變速運動即可，不需要調節(jié)木板的傾斜度以平衡摩擦力，該實驗不需要知道小車的合力，即不需要應使鉤碼質量遠小于小車質量．
（2）由于每相鄰兩個計數(shù)點間還有4個點沒有畫出，所以相鄰的計數(shù)點間的時間間隔T=0.1s，
根據(jù)勻變速直線運動中時間中點的速度等于該過程中的平均速度，有：
v_C=$\frac{0.0476-0.0153}{2×0.1}$=0.16m/s
設0到A之間的距離為x₁，以后各段分別為x₂、x₃、x₄、x₅、x₆，
根據(jù)勻變速直線運動的推論公式△x=aT²可以求出加速度的大小，
得：x₄-x₁=3a₁T² 
x₅-x₂=3a₂T² 
 x₆-x₃=3a₃T² 
為了更加準確的求解加速度，我們對三個加速度取平均值
得：a=$\frac{1}{3}$（a₁+a₂+a₃）=$\frac{0.094-0.0292-0.0292}{9×0．{1}^{2}}$=0.40m/s²，
從釋放小車到打點C時，小車運動的時間為0.40s．
故答案為：（1）不需要，不需要；（2）0.16，0.40，0.40．

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，同時掌握牛頓第二定律的應用．