题目内容

20.在“测定匀变速直线运动的加速度”的实验中,小车挂上钩码和纸带后,停在靠近打点计时器处,这时钩码离地面高度为0.8m.现要求纸带上记录的点数不少于21个,则小车运动的最大加速度为多少(木板和纸带足够长)?

分析 计时器使用的是50Hz的交变电流,所以相邻的计数点间的时间间隔T=0.02s,
根据纸带上记录的点数不得少于21个得出钩码下落时间,再运用运动学公式求解小车运动的加速度最大值.

解答 解:计时器使用的是50Hz的交变电流,所以相邻的计数点间的时间间隔T=0.02s,
根据纸带上记录的点数不得少于21个得出钩码下落时间t=20T=0.4s.
运用运动学公式x=$\frac{1}{2}$at2
a=$\frac{2x}{{t}^{2}}$=$\frac{2×0.8}{0.{4}^{2}}$=10 m/s2
答:则小车运动的最大加速度为10 m/s2

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.

练习册系列答案
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8.用如图1所示的实验装置验证机械能守恒定律.实验所用的电源为学生电源,输出电压为6V的交流电和直流电两种.重锤从高处由静止开始落下,重锤上拖着的纸带通过打点计时器打出一系列的点,对纸带上的点的痕迹进行测量,即可验证机械能守恒定律.

(1)下面列举了该实验的几个操作步骤:
A、按照图示的装置安装器件;
B、将打点计时器接到电源的直流输出端上;
C、用天平测量出重锤的质量
D、释放悬挂纸带的夹子,同时接通电源开关打出一条纸带;
E、测量打出的纸带上某些点之间的距离;
F、根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能是否等于增加的动能.
指出其中没有必要进行的或者操作不恰当的步骤,将其选项对应的字母填在下面,井说明其原因.
答:BCD
(2)利用这个装置也可以测量重锤下落的加速度a的数值.如图2所示,根据打出的纸带,选取纸带上打出的连续五个点A、B、C、D、E,测出A点距起始点O的距离为s,点A,C间的距离为s1,点C、E间的距离为s2,使用交流电的频率为f,则根据这些条件计算重锤下落的加速度a的表达式为:a=$\frac{({s}_{2}-{s}_{1}){f}^{2}}{4}$.
(3)在“验证机械能守恒定律”的实验中发现,重锤减小的重力势能总是大于重锤动能的增加,其原因主要是因为在重锤下落过程中存在着阻力的作用,通过该实验装置可以测定该阻力的大小.若已知当地重力加速度公认的较准确的值为g,还需要测量的物理量是重锤的质量m.试用这些物理量和纸带上的测量数据表示出重锤在下落的过程中受到的平均阻力大小为F=mg-$\frac{m({s}_{2}-{s}_{1}){f}^{2}}{4}$.

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