Question

18．某同學(xué)利用圖所示的實驗裝置，探究物塊在水平桌面上的運動規(guī)律．物塊在重物的牽引下開始運動，重物落地后，物塊再運動一段距離停在桌面上（尚未到達滑輪處）．從紙帶上便于測量的點開始選取計數(shù)點（每相鄰兩個計數(shù)點之間有4個點未畫出），相鄰兩個計數(shù)點之間的時間間隔記為T，鄰計數(shù)點間的距離如圖所示．打點計時器電源的頻率為f=50Hz．

（1）通過分析紙帶數(shù)據(jù)，可判斷物塊在兩相鄰計數(shù)點6和7之間某時刻開始減速．
（2）計數(shù)點5對應(yīng)的速度大小為1.00m/s（保留兩位有效數(shù)字）
（3）計算物塊在減速階段的加速度a=-2.00m/s²．（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）
（4）物塊在加速時，其加速度的方向是：“5到1”（選填“l(fā)到5”或者“5到1”）

Answer 1

分析 （1）根據(jù)相等時間內(nèi)位移逐漸減小，判斷從哪兩個計數(shù)點之間開始減速．
（2）根據(jù)某段時間內(nèi)的平均速度等于中間時刻的瞬時速度求出計數(shù)點5的瞬時速度．
（3）根據(jù)連續(xù)相等時間內(nèi)的位移之差是一恒量求出減速的加速度．
（4）加速時加速度的方向與速度方向相同，根據(jù)速度方向確定加速度的方向．

解答 解：（1）從紙帶上的數(shù)據(jù)分析得知：在點計數(shù)點6之前，兩點之間的位移逐漸增大，是加速運動，在計數(shù)點7之后，兩點之間的位移逐漸減小，是減速運動，所以物塊在相鄰計數(shù)點6和7之間某時刻開始減速；
（2）計數(shù)點5的瞬時速度${v}_{5}=\frac{{s}_{4}+{s}_{5}}{2T}=\frac{（9.00+11.01）×1{0}^{-2}}{0.2}$m/s≈1.00m/s．
（3）對于減速階段，根據(jù)△x=aT²，運用逐差法得，$a=\frac{{s}_{9}+{s}_{10}-{s}_{7}-{s}_{8}}{4{T}^{2}}$=$\frac{（4.60+6.60-8.61-10.60）×1{0}^{-2}}{4×0.01}$=-2.00m/s²．
（4）加速階段，加速度的方向與速度方向相同，可知加速度方向由“5到1”．
故答案為：（1）6，7，（2）1.00，（3）-2.00，（4）“5到1”．

點評 解決本題的關(guān)鍵掌握紙帶的處理方法，會通過紙帶求解瞬時速度和加速度，關(guān)鍵是勻變速直線運動推論的運用．