题目内容

3.如图(a)所示,小车放在斜面上,车前端拴有不可伸长的细线,跨过固定在斜面边缘的小滑轮与重物相连,小车后面与打点计时器的纸带相连.起初小车停在靠近打点计时器的位置,重物到地面的距离小于小车到滑轮的距离.启动打点计时器,释放重物,小车在重物的牵引下,由静止开始沿斜面向上运动,重物落地后,小车会继续向上运动一段距离.打点计时器使用的交流电频率为50Hz.图(b)中a、b、c是小车运动纸带上的三段,纸带运动方向如箭头所示.

(1)根据所提供纸带上的数据,计算打c段纸带时小车的加速度大小为4.97m/s2.(结果保留两位有效数字)
(2)打a段纸带时,小车的加速度是2.5m/s2.请根据加速度的情况,判断小车运动的最大速度可能出现在b段纸带中的点迹距离为2.98cm段.

分析 (1)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;
(2)小车运动过程中先加速后减速,由于打点计时器打点的时间间隔是相等的,因此观察纸带上相邻点间的距离的变化,判断纸带的运动情况.

解答 解:(1)根据△x=aT2,运用逐差法得,加速度的大小a=$\frac{(2.08+1.90+1.73-1.48-1.32-1.12)×1{0}^{-2}}{9×0.0{2}^{2}}$m/s2≈4.97m/s2.
(2)根据相等时间内的位移知,最大速度出现在点迹距离为2.98cm段.
故答案为:(1)4.97;(2)点迹距离为2.98cm段.

点评 解决本题的关键掌握纸带的处理,会通过纸带求解瞬时速度和加速度,关键是匀变速直线运动两个重要推论的运用.

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