Question

【題目】某實驗小組設計了如圖甲所示的實驗裝置，一根輕質細繩繞過定滑輪A和輕質動滑輪B后，一端與力傳感器相連，另一端與小車相連．動滑輪B下面懸掛一個鉤碼．某次實驗中，由靜止開始向右拉動紙帶的右端，使小車向右加速運動，由傳感器測出細繩對小車的拉力為F＝0.69 N，打點計時器打出的紙帶如圖乙所示，打點計時器使用交流電的頻率為f＝50 Hz，重力加速度為g＝10 m/s2，試回答下列問題：

(1)打點計時器打下標號為“3”的計數點時，小車的速度v3＝______m/s (保留3位有效數字)；

(2)要求盡可能多的利用圖乙中的數據計算小車運動的加速度大小a，則a＝______m/s2(保留1位小數)；

(3)不計輕繩與滑輪及軸與滑輪之間的摩擦，動滑輪B下面所懸掛鉤碼的質量m＝______kg.

Answer 1

【答案】 （1）1.62 （2）3.0 （3）0.12

【解析】（1）由于每相鄰兩個計數點間還有1個點，所以相鄰的計數點間的時間間隔T=0.04s，
根據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，

（2）根據勻變速直線運動的推論公式△x=aT2可以求出加速度的大小，
得：a= =3.0m/s2，
（3）由傳感器測出細繩對小車的拉力為F=0.69N，
根據動滑輪的原理得B下面所懸掛鉤碼加速度a′==1.5m/s2，
根據牛頓第二定律得2F-mg=ma′
解得m=0.12kg．