Question

【題目】在研究勻變速直線運動規律的實驗中，小車放在斜面上，車前端拴有不可伸長的細線，跨過固定在斜面邊緣的小滑輪與重物相連，小車后面與穿過打點計時器限位孔的紙帶相連，如圖（a）所示。起初小車停在靠近打點計時器的位置，重物到地面的距離小于小車到滑輪的距離。啟動打點計時器，釋放小車，小車在重物牽引下由靜止開始沿斜面向上運動，重物落地后小車會繼續運動一段距離，打點計時器在紙帶上連續打下一系列點，圖（b）中a、b、c是紙帶上的三段，打點的先后次序是a→b→c。（打點計時器使用的交流電頻率為50 Hz）

（1）根據所提供的紙帶數據，計算打c段紙帶時小車的加速度大小為________m/s2，方向與小車的運動方向________（填“相同”或“相反”）。（結果保留兩位有效數字）

（2）打b段紙帶時，小車運動的最大速度出現在b紙帶中的________，________段。（填圖（b）中的相鄰兩個字母）

Answer 1

【答案】（1）4.5 相反 （2）D E

【解析】（1）小車在斜面上先做勻加速直線運動，重物落地后，小車開始做勻減速直線運動。b段紙帶上點跡的間距先變大后變小，可知在打b段紙帶時，小車先加速后減速，即打c段紙帶時，小車一直做勻減速直線運動。打c段紙帶時，由于每相鄰兩個計數點間還有1個點，所以相鄰的計數點的時間間隔T=0.04 s，根據勻變速直線運動的推論公式可以求出加速度的大小，得，負號表示做減速運動，即加速度方向與小車的運動方向相反。

（2）只有DE區間之間的位移最大，所以最大速度一定在區間DE區間之間。