Question

【題目】在“驗(yàn)證牛頓運(yùn)動(dòng)定律”的實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)裝置如圖1甲所示，有一位同學(xué)通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)量作出了圖1乙種的 A 圖線．試分析：

①A 圖線不通過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)的原因是_____；

②A 圖線上部彎曲的原因是_____．若打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接在 50Hz 的低壓交變電源上，該同學(xué)在打出的紙帶上按打點(diǎn)的先后順序每 5 點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，共取了 A、B、C、D、E、F 六個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)（每相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有四個(gè)點(diǎn)）．從A 點(diǎn)開(kāi)始在每一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)處將紙帶剪開(kāi)分成五段（分別為 a、b、c、d、e 段），將這五段紙帶由長(zhǎng)到短緊靠但不重疊地粘在 xOy 坐標(biāo)系中，如圖2所示．

③若把每一段紙帶的右上端連接起來(lái)，結(jié)果得到一條傾斜的直線，如圖所示，由圖可知紙帶做_____運(yùn)動(dòng)，且直線與 x方向夾角越大，說(shuō)明紙帶運(yùn)動(dòng)的加速度_____（填“越大”或“越小”）．

④從第一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn) A 開(kāi)始計(jì)時(shí)，為求出 0.25s 時(shí)刻紙帶的瞬時(shí)速度，需要測(cè)出哪一段紙帶的長(zhǎng)度？答：_____（填 a、b、c、d、e）

⑤若測(cè)得a 段紙帶的長(zhǎng)度為2.0cm，e段紙帶的長(zhǎng)度為10.0cm，則可求出加速度的大小為_____．

Answer 1

【答案】 ①沒(méi)有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足； ②砝碼質(zhì)量太大； ③勻減速； 越大； ④c； ⑤2.0m/s2．

【解析】①由圖乙所示圖象可知，當(dāng)拉力大到一定值時(shí)才產(chǎn)生加速度，說(shuō)明小車受到的合力小于細(xì)線的拉力，這是由于沒(méi)有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足造成的．

②當(dāng)砝碼和砝碼盤的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量時(shí)可以近似認(rèn)為小車受到的拉力等于砝碼和砝碼盤的重力，如果砝碼和砝碼盤的質(zhì)量太大，小車受到的拉力明顯小于砝碼和砝碼盤的重力，a﹣F圖象發(fā)生彎曲．

③紙帶剪接后，水平方向每條寬度相同，正好與時(shí)間對(duì)應(yīng)，豎直長(zhǎng)度為相鄰相等時(shí)間的位移，由于△x=aT2，紙帶長(zhǎng)度差相等，變化規(guī)律恰好與速度一樣．圖線可看作v﹣t圖象，即速度均勻減少，小車做勻減速運(yùn)動(dòng)，圖象斜率越大，加速度越大．

④求0.25s的速度，即求0.2～0.3s內(nèi)的平均速度，0.2～0.3s內(nèi)的位移恰好是紙帶C段對(duì)應(yīng)的長(zhǎng)度．

⑤電源頻率為50Hz，每 5 點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔：t=0.02×5=0.1s，由勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論：△x=aT2可知，加速度：a==﹣2.0m/s2，加速度大小為：2.0m/s2．