Question

19．河北正定中學研究性學習小組利用甲圖實驗裝置，探究小車在一串鏈條作用下的運動規(guī)律，開始釋放鏈條時其下端離地面有一定高度，實驗操作準確規(guī)范，對清晰紙帶進行數據處理后，在坐標紙上作出鏈v-t圖象（圖乙）．

（1）觀察乙圖，請描述小車的運動情況及鏈條對應的狀態(tài)先是勻加速運動，再是加速度逐漸變小至0的加速運動，最后是勻速運動，并求出BC段對應的平均速度為
1.8m/s．
（2）若鏈條質量為0.20kg，則小車質量為0.80kg（結果均保留兩位有效數字）

Answer 1

分析 根據v-t圖象分析小車的運動情況，根據v-t圖象的斜率等于加速度求解，
對鏈條和小車分析，根據根據牛頓第二定律求解．

解答 解：（1）在圖象中的A-B時是鏈條拉著小車做加速度相同的勻加速運動；
B-C時鏈條開始碰地，到完全落地的過程，也就是拉小車的力逐漸變小至0，加速度逐漸變小至0的加速運動．
C-D時是不存在拉力的情況下，小車的運動情況是勻速運動，即合外力為0．
（2）BC段對應的平均速度近似等于這段路程中中間時間點的速度，
即$\overline{v}$=1.8m/s．
（3）在A-B段小車的加速度不變，合力不變，且從C-D段可知三力平衡，即斜面的支持力、重力、摩擦力是一組平衡力．
根據v-t圖象的斜率等于加速度得：a=$\frac{△v}{△t}$=$\frac{10}{3}$m/s²，
根據牛頓第二定律得：
F-mg=ma
F=Ma
解得：M=0.80 kg．
故答案為：（1）先是勻加速運動，再是加速度逐漸變小至0的加速運動，最后是勻速運動；1.8；（2）0.80

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，掌握牛頓第二定律得應用，在平時練習中要加強基礎知識的理解與應用．