题目内容
19.某同学利用图甲所示的实验装置,探究物块在水平桌面上的运动规律.物块在重物的牵引下开始运动,重物落地后,物块再运动一段距离停在桌面上(尚未到达滑轮处).从纸带上便于测量的点开始,每5个点取1个计数点,相邻计数点间的距离如图乙所示.打点计时器电源的频率为50Hz.(1)通过分析纸带数据,计数点6对应的速度大小为1.16m/s,(保留三位有效数字)
(2)物块减速运动过程中加速度的大小为a=2.00m/s2.
(3)若用$\frac{a}{g}$计算物块与桌面间的动摩擦因数(g为重力加速度),则计算结果比动摩擦因数的真实值偏大(填“偏大”或“偏小”).
分析 (1)用平均速度代替瞬时速度的方法求解瞬时速度,再依据速度公式,求解6点速度大小;
(2)用作差法求解减速过程中的加速度;
(3)根据纸带减速过程中,除滑动摩擦力外,还有阻力,从而即可求解.
解答 解:(1)根据某段的平均速度等于中时刻的速度,则有:v6=$\frac{{x}_{57}}{2T}$=$\frac{0.1101+0.1228}{0.2}$≈1.16m/s
根据加速度公式a=$\frac{0.0701+0.09-0.03-0.0504}{4×0.{1}^{2}}$=2.00m/s2;
那么计数点6对应的速度大小为v6=v5+aT=1.0+2×0.1=1.20m/s;
(2)由纸带可知,计数点7往后做减速运动,根据作差法得:
a=$\frac{{x}_{9~11}-{x}_{7~9}}{(2T)^{2}}$=$\frac{(0.0660+0.0460)-(0.106+0.0861)}{(2×0.1)^{2}}$=-2.00m/s2.
(3)在减速阶段产生的加速度的力是滑动摩擦力和纸带受的阻力,所以计算结果比动摩擦因素的真实值偏大.
故答案为:(1)1.16; (2)2.00;(3)偏大.
点评 要提高应用匀变速直线的规律以及推论解答实验问题的能力,在平时练习中要加强基础知识的理解与应用,掌握求瞬时速度与加速度的方法,会分析产生误差原因.
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