Question

11．（1）如圖1所示，是某同學(xué)在做“研究勻變速直線運動”的實驗中得到的紙帶，在紙帶上選取了A、B、C、D、E、F、G等7個計數(shù)點，每相鄰兩個計數(shù)點之間還有4個點沒畫出來，其相鄰點間距離如圖所示．則打點計時器從打下A點到打下B點所用的時間是0.1 s；（打點計時器使用交流電的頻率為50Hz）．打點計時器從打下A點到打下C點的時間內(nèi)，小車的平均速度是0.4m/s；打點計時器打下B點時，小車的瞬時速度是0.4m/s；小車運動的加速度0.80m/s²（加速度保留兩位有效數(shù)字）．

（2）如圖2（a）所示的實驗裝置驗證牛頓第二定律．
①完成平衡摩擦力的相關(guān)內(nèi)容：
（I）若拉小車的細線與木板不平行，則應(yīng)該調(diào)節(jié)定滑輪直到細線與木板平行為止．取下砂桶，把木板不帶滑輪的一端墊高，接通打點計時器電源，輕推 （選填“靜止釋放”或“輕推“）小車，讓小車拖著紙帶運動．
（Ⅱ）如果打出的紙帶如圖2（b）所示，則應(yīng)減小 （選填“增大”或“減小”）木扳的傾角．反復(fù)調(diào)節(jié)，直到紙帶上打出的點跡均勻，平衡摩擦力才完成
②某同學(xué)實驗進得到如圖2（C）所示的a-F圖象，則該同學(xué)驗證的是：在小車質(zhì)量不變條件下，小車加速度與其所受的合力成正比．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)平均速度的定義式求出AC段的平均速度，根據(jù)某段時間內(nèi)的平均速度等于中間時刻的瞬時速度求出B點的瞬時速度，根據(jù)連續(xù)相等時間內(nèi)的位移之差是一恒量求出加速度．
（2）通過調(diào)節(jié)定滑輪使得細線與木板平行，平衡摩擦力時，輕推小車，小車拖著紙帶做勻速直線運動即可．
根據(jù)點跡的疏密確定運動規(guī)律，從而改變木板的傾角．

解答 解：（1）相鄰計數(shù)點間的時間間隔為0.1s，打點計時器從打下A點到打下C點的時間內(nèi)，小車的平均速度$\overline{v}=\frac{{x}_{AC}}{2T}=\frac{（3.62+4.38）×1{0}^{-2}}{0.2}$m/s=0.4m/s．
某段時間內(nèi)的平均速度等于中間時刻的瞬時速度，則${v}_{B}=\overline{v}=0.4m/s$．
根據(jù)△x=aT²，運用逐差法得，a=$\frac{{x}_{DG}-{x}_{AD}}{9{T}^{2}}$=$\frac{（5.99+6.80+7.62-3.62-4.38-5.20）×1{0}^{-2}}{9×0.01}$=0.80m/s²．
（2）①若拉小車的細線與木板不平行，則應(yīng)該調(diào)節(jié)定滑輪，直到細線與木板平行為止．取下砂桶，把木板不帶滑輪的一端墊高，接通打點計時器電源，輕推小車，讓小車拖著紙帶運動．
由紙帶可知，相同時間內(nèi)的位移增大，則小車做加速運動，應(yīng)減小木板的傾角，到紙帶上打出的點跡均勻，平衡摩擦力才完成．
②在小車質(zhì)量不變的條件下，小車加速度與其所受的合力成正比．
故答案為：（1）0.1，0.4，0.4，0.80，（2）①定滑輪，輕推，減小，均勻，②小車質(zhì)量不變．

點評 解決本題的關(guān)鍵掌握紙帶的處理方法，會通過紙帶求解瞬時速度和加速度，關(guān)鍵是勻變速直線運動推論的運用，注意有效數(shù)字的保留．