题目内容
【题目】一打点计时器固定在斜面上某处,一小车拖着穿过打点计时器的纸带从斜面上滑下,如图甲所示.图乙是打出的纸带的一段.
(1)已知打点计时器使用的交流电频率为50Hz,利用图乙给出的数据可求出小车下滑的加速度a= .
(2)为了求出小车在下滑过程中所受的阻力,还需测量的物理量有 .用测得的量及加速度a表示阻力的计算式为f= .
【答案】(1)4.00m/s2
(2)小车质量,斜面上任意两点间距离及这两点的高度差,mg﹣ma
【解析】试题分析:(1)利用匀变速直线运动的推论,采用逐差法△x=aT2求解加速度.
(2)对小车进行受力分析,根据牛顿第二定律解决问题.
解:(1)由图2中的纸带可知相邻的2个计数点间的时间间隔t=2×0.02s=0.04s,相邻两个计数点的距离分别为s1=5.12cm,s2=5.74cm…,
根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT2可以求出加速度的大小,得:
x4﹣x1=3a1T2
x5﹣x2=3a2T2
x6﹣x3=3a3T2
为了更加准确的求解加速度,我们对三个加速度取平均值得:
a=(a1+a2+a3)=
带入数据解得:a=4.00m/s2.
故答案为:4.00m/s2.
(2)对小车进行受力分析,小车受重力、支持力、阻力.
将重力沿斜面和垂直斜面分解,设斜面倾角为θ,根据牛顿第二定律得:
F合=mgsinθ﹣f=ma
f=mgsinθ﹣ma,
所以我们要求出小车质量m和sinθ,
那么实际测量时,我们应该测出斜面上任意两点间距离L及这两点的高度差h来求sinθ,即sinθ=所以f=mg
﹣ma.
故答案为:小车质量,斜面上任意两点间距离L及这两点的高度差h,mg﹣ma.
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