Question

【題目】在驗(yàn)證牛頓運(yùn)動(dòng)定律的實(shí)驗(yàn)中有如圖a所示的裝置，小車放在斜面上，車前端拴有不可伸長(zhǎng)的細(xì)線，跨過(guò)固定在斜面邊緣的小滑輪與重物相連，小車后面與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶相連．開始時(shí)，小車停在靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的位置，重物到地面的距離小于小車到滑輪的距離．啟動(dòng)計(jì)時(shí)器，釋放重物，小車在重物牽引下，由靜止開始沿斜面向上運(yùn)動(dòng)，重物落地后，小車會(huì)繼續(xù)向上運(yùn)動(dòng)一段距離．打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的交流電頻率為50Hz．圖b中a、b、c是小車運(yùn)動(dòng)紙帶上的三段，紙帶運(yùn)動(dòng)方向如圖箭頭所示．

（1）根據(jù)所提供的紙帶和數(shù)據(jù)，計(jì)算打c段紙帶時(shí)小車的加速度大小為 m/s2（計(jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）．

（2）打a段紙帶時(shí)，小車的加速度是2．5m/s2，請(qǐng)根據(jù)加速度的情況，判斷小車運(yùn)動(dòng)的最大速度可能出現(xiàn)在b段紙帶中的 兩點(diǎn)之間．

（3）若重力加速度取，由紙帶數(shù)據(jù)可推算出重物m與小車的質(zhì)量M比為m：M= ．

Answer 1

【答案】（1）5．0m/s2（2）物體在D4D5區(qū)間的速度可能最大；（3）

【解析】試題分析：1）c段的加速度為了減小誤差，采用逐差法

（2）b段中只有D4D5之間位移最大，所以最大速度一定在D4D5之間．

（3）c段時(shí)，aC=-5m/s2，設(shè)：斜面的夾角為θ，Mgsinθ=MaCsinθ=

a段時(shí)，aa=2．5m/s2，mg-Mgsinθ=（m+M）aa，解得：m：M=1：1．