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）DE

【解析】

(1) 根據勻變速直線運動的推論公式可以求出加速度的大小；

(2) 小車運動過程中先加速后減速，由于打點計時器打點的時間間隔是相等的，因此觀察紙帶上相鄰點間的距離的變化，判斷紙帶的運動情況。

(1)由勻變速直線運動規律： 即

由圖可知，c段紙帶中相鄰兩點間距減小，所以小車做減速運動，即加速度方向與小車運動方向相反；

(2)由圖分析，從A點開始到E點，相等時間間隔內的位移增加均為0.08m，小車做加速運動，從E點到F點，位移比前一相等時間內的位移更小，小車做減速運動，所以小車運動的最大速度出現在b紙帶中的D、E段。