Question

19．某同學(xué)在“研究勻變速直線運動”的實驗中，用打點計時器得到了在不同拉力作用下的A、B、C、D…等幾條較為理想的紙帶，并在紙帶上每5個點取一個計數(shù)點，即兩計數(shù)點之間的時間間隔為0.1s，按打點先后依次為0，1，2，3，4，5．由于不小心，幾條紙帶都被撕斷了，如圖所示（圖中數(shù)據(jù)為相鄰兩計數(shù)點間的距離），請根據(jù)給出的四段紙帶回答：

（1）打點計時器的工作電流是交流（選填“交流”或“直流”）；
（2）在甲、乙、丙三段紙帶中，可能是從紙帶A撕下的是乙；
（3）打紙帶A時，物體的加速度大小是3.11m/s²，打點“1”時物體的速度大小是0.456 m/s（保留三位有效數(shù)字）．
（4）某同學(xué)在在《研究勻變速直線運動》的實驗中，小車掛上鉤碼和紙帶后，停在靠近計時器處，計時器使用的是50Hz的交變電流．這時鉤碼離地面高度為0.8m．現(xiàn)要求紙帶上記錄的點數(shù)不得少于41個，則小車運動的加速度應(yīng)不超過2.5m/s²（紙帶與木板足夠長）

Answer 1

分析 （1）打點計時器是使用交流電源的儀器；
（2）根據(jù)勻變速直線運動的特點：相鄰的時間間隔位移之差相等，判斷哪段是從A上撕下的；
（3）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1點時小車的瞬時速度大�。�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．
（4）根據(jù)紙帶上記錄的點數(shù)不得少于41個得出鉤碼下落時間，再運用運動學(xué)公式求解小車運動的加速度最大值．

解答 解：（1）打點計時器是使用交流電源的儀器；
（2）根據(jù)勻變速直線運動的特點（相鄰的時間間隔位移之差相等）得出：
x₃₄-x₂₃=x₂₃-x₁₂=x₁₂-x₀₁=6.11cm-3.00cm=3.11cm，
則x₃₄-x₁₂=2×3.11cm=6.22cm
得：x₃₄=6.22cm+6.11cm=12.31cm
故從紙帶A撕下的是乙圖；
（3）根據(jù)運動學(xué)公式△x=at²得：
a=$\frac{0.0611-0.03}{0.01}$m/s²=3.11m/s²
利用勻變速直線運動的推論
v₁=$\frac{0.03+0.0611}{2×0.1}$=0.456m/s
（4）計時器使用的是50Hz的交變電流，所以相鄰的計數(shù)點間的時間間隔T=0.02s，
根據(jù)紙帶上記錄的點數(shù)不得少于41個得出鉤碼下落時間t=40T=0.8s．
運用運動學(xué)公式x=$\frac{1}{2}$at²得
a=$\frac{2×0.8}{0.64}$=2.5 m/s²．
故答案為：（1）交流；（2）乙；　（3）3.11；0.456．（4）2.5

點評 要提高應(yīng)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(chǔ)知識的理解與應(yīng)用．