某同學利用圖*所示的實驗裝置,探究物塊在水平桌面上的運動規律.物塊在重物的牽引下開始運動,重物落地後,物塊再運...
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問題詳情:
某同學利用圖*所示的實驗裝置,探究物塊在水平桌面上的運動規律.物塊在重物的牽引下開始運動,重物落地後,物塊再運動一段距離停在桌面上(尚未到達滑輪處).從紙帶上便於測量的點開始(其中第“1”點先打下),每5個點取1個計數點,相鄰計數間的距離如圖乙所示.打點計時器電源的頻率爲50 Hz.
(1)透過分析紙帶數據,可判斷物塊在兩相鄰計數點__________和_________之間某時刻開始減速.
(2)計數點9對應的速度大小爲________m/s(保留2位有效數字).
(3)物塊減速運動過程中加速度的大小爲a=________m/s2(保留2位有效數字).
(4)物塊在加速階段,如果以(其中s表示位移,t表示時間)爲縱座標、以t爲橫座標作圖象,得到圖象的斜率爲k,則加速度大小爲_______(用字母符號表示).
【回答】
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【分析】
①由紙帶兩個點之間的時間相同,若位移逐漸增大,表示物體做加速運動,若位移逐漸減小,則表示物體做減速運動;②勻變速直線運動中時間中點的瞬時速度等於該過程中的平均速度,由此可以求出某點的瞬時速度;③用作差法求解減速過程中的加速度;④根據運動學公式求出與t的函數關係,結合數學知識可知斜率k與加速度的關係.
【詳解】
①從紙帶上的數據分析得知:在計數點6之前,兩點之間的位移逐漸增大,是加速運動,在計數點7之後,兩點之間的位移逐漸減小,是減速運動,所以物塊在相鄰計數點6和7之間某時刻開始減速.②每5個點取1個計數點,則相鄰計數點的時間間隔爲t=0.1s,勻變速直線運動中時間中點的瞬時速度等於該過程中的平均速度,則有:,③由紙帶可知,計數點7往後做減速運動,有:,,,,根據,得,所以物塊減速運動過程中加速度的大小爲;根據運動學公式有:,變形得:,若以爲縱座標、以t爲橫座標作圖象,得到圖象的斜率爲,解得:.
【點睛】
要提高應用勻變速直線的規律以及推論解答實驗問題的能力,在平時練習中要加強基礎知識的理解與應用.
知識點:勻變速直線運動的速度與時間的關係
題型:實驗,探究題
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