Question

16．一同學(xué)利用如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置，探究物塊在水平桌面上的運(yùn)動(dòng)規(guī)律． 物塊在重物的牽引下從靜止開始運(yùn)動(dòng)，重物落地后，物塊再運(yùn)動(dòng)一段距離后停在桌面上（尚未到達(dá)滑輪處）． 圖乙是從紙帶上選取的一段，從便于測量的某點(diǎn)開始，每兩個(gè)相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有4個(gè)點(diǎn)未畫出，相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)問的距離如圖乙所示，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所接交流電源的頻率為50Hz．

（1）打計(jì)數(shù)點(diǎn)3時(shí)，物塊的速度大小為0.601m/s（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）；
（2）物塊加速運(yùn)動(dòng)過程與減速運(yùn)動(dòng)過程中的加速度大小的比值為1.0 （結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）．

Answer 1

分析 用平均速度代替瞬時(shí)速度的方法求解瞬時(shí)速度；根據(jù)公式△x=aT²求解減速過程中的加速度．

解答 解：（1）勻變速直線運(yùn)動(dòng)中時(shí)間中點(diǎn)的瞬時(shí)速度等于該過程中的平均速度，因此有：
${v}_{3}=\frac{{x}_{24}}{2T}=\frac{0.0501+0.0701}{0.2}=0.601m/s$；
（2）從紙帶上的數(shù)據(jù)分析得知：在計(jì)數(shù)點(diǎn)6之前，兩點(diǎn)之間的位移逐漸增大，是加速運(yùn)動(dòng)；在計(jì)數(shù)點(diǎn)7之后，兩點(diǎn)之間的位移逐漸減小，是減速運(yùn)動(dòng)，所以物塊在相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)6和7之間某時(shí)刻開始減速；
對(duì)前4段，根據(jù)公式△x=aT²，有：$（{x_4}+{x_3}）-（{x_2}+{x_1}）=a{（2T）^2}$，
解得：a=$\frac{{（{x_4}+{x_3}）-（{x_2}+{x_1}）}}{{{{（2T）}^2}}}$=$\frac{（0.0900+0.0701）-（0.0501+0.0300）}{{{{（2×0.1）}^2}}}$=2.0m/s²；
對(duì)后4段，根據(jù)公式△x=aT²，有：$（{s_4}+{s_3}）-（{s_2}+{s_1}）=a′{（2T）^2}$，
解得：a′=$\frac{（{s}_{4}+{s}_{3}）-（{s}_{2}+{s}_{1}）}{{（2T）}^{2}}$=$\frac{（0.0460+0.0660）-（0.0861+0.1060）}{{{{（2×0.1）}^2}}}$=-2.0m/s²；
故|$\frac{a}{a′}$|=1.0；
故答案為：（1）0.601；（2）1.0．

點(diǎn)評(píng) 要提高應(yīng)用勻變速直線的規(guī)律以及推論解答實(shí)驗(yàn)問題的能力，在平時(shí)練習(xí)中要加強(qiáng)基礎(chǔ)知識(shí)的理解與應(yīng)用．