题目内容
4．某同学用如图1所示的装置来研究自由落体运动是什么性质的运动．图2是实验中利用打点计时器记录自由落体运动的轨迹时，得到的一条纸带，纸带上的点是从放手开始打下的连续的计数点．两点之间的距离，S1=9.6mm，S2=13.4mm，S3=17.3mm，S4=21.1mm，相邻两计数点的时间间隔为T．电源频率为50Hz．
（1）下列说法中正确的是AD
A．电火花打点计时器用的是220V交流电源
B．实验中使用秒表测量时间
C．实验时应先由静止释放纸带，然后赶紧接通电源
D．求出的加速度一般比9.8m/s2小，是因为纸带和重锤受到阻力
（2）通过对纸带的分析，你认为自由落体运动是做变速（填“匀速”、“变速”）运动．你的判断依据是：相同时间内物理下落的位移越来越大 ．
（3）根据纸带上的数据，用逐差法求加速度的表达公式a=$\frac{（{s}_{3}+{s}_{4}）-（{s}_{1}+{s}_{2}）}{4{T}^{2}}$，（用已知物理量符号表示），加速度大小a=9.6m/s2．（保留两位有效数字）
（4）打点计时器打下F点，求物体在F点的速度公式VF=$\frac{{s}_{3}+{s}_{4}}{2T}$，（用已知物理量符号表示），大小为VF=0.96m/s（保留两位有效数字）
分析 （1）电火花计时器使用的是220V的交流电源，打点加速器每隔0.02s打一个点，可以直接读出两点的时间．做实验时，应先接通电源，后释放纸带．
（2）通过相等时间内的位移判断自由落体运动的性质．
（3）根据△x=aT2求加速度，a1=$\frac{{s}_{3}-{s}_{1}}{2{T}^{2}}$，a2=$\frac{{s}_{4}-{s}_{2}}{2{T}^{2}}$，然后求出加速度的平均值．
（4）某段时间内瞬时速度等于中间时刻的瞬时速度，根据这一推论求出F点的速度．
解答 解：（1）A、电火花打点计时器用的是220V交流电源，故A正确．
B、打点计时器直接可以记录时间，不需秒表．故B错误．
C、实验时应先接通电源，后释放纸带．故C错误．
D、求出的加速度一般比9.8m/s2小，是因为纸带和重锤受到阻力，使得加速度小于g．故D正确．
故选：AD．
（2）在相等时间内，纸带的位移越来越大．所以纸带做加速运动．
（3）由△x=aT2得，a1=$\frac{{s}_{3}-{s}_{1}}{2{T}^{2}}$，a2=$\frac{{s}_{4}-{s}_{2}}{2{T}^{2}}$，则a=$\frac{{a}_{1}+{a}_{2}}{2}$=$\frac{（{s}_{3}+{s}_{4}）-（{s}_{1}+{s}_{2}）}{4{T}^{2}}$．
代入数据得，a≈9.6m/s2．
（4）F点的瞬时速度等于EG间的平均速度，所以VF=$\frac{{s}_{3}+{s}_{4}}{2T}$，
代入数据得，v=0.96m/s．
故答案为：（1）AD；（2）变速，相同时间内物理下落的位移越来越大．
（3）$\frac{（{s}_{3}+{s}_{4}）-（{s}_{1}+{s}_{2}）}{4{T}^{2}}$；9.7；（4）$\frac{{s}_{3}+{s}_{4}}{2T}$；0.96．
点评 考查实验原理，掌握实验操作注意事项，同时解决本题的关键会对纸带进行处理，从纸带上会求瞬时速度和加速度，注意保留两位有效数字．
| A． | 1.9A | B． | 0.95A | C． | 2.01A | D． | 0.40A |
| A． | 只要两个物体接触就一定产生弹力 | |
| B． | 静止在水平面上的物体，物体对水平面的压力就是重力 | |
| C． | 摩擦力一定与正压力成正比，正压力一定等于重力 | |
| D． | 摩擦力的方向可能运动方向相反 |
（1）随着人类能量消耗的迅速增加，如何有效地提高能量利用率是人类所面临的一项重要任务．右图是上海“明珠线”某一轻轨车站的设计方案，与站台连接的轨道有一个小的坡度．请你从提高能量利用效率角度，分析这种设计的优点．答：车进站时，利用上坡使动能转化为重力势能，减少因刹车而损耗的机械能；车出站时，把储存的重力势能再转化为动能，起到节能作用．
如图所示，质量为m、长为L、右端有一竖直轻支架的均匀长木板平放在桌面上，有五分之一伸出桌外处于静止状态，现分别用轻弹簧秤A和B通过细绳与长木板相连，已知长木板与水平桌面间的动摩擦因数μ=0.6，α=60°，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，求：