Question

16．利用图1装置研究小车的匀变速直线运动．

（1）实验中必要的措施是AB
A．细线必须与长木板平行
B．先接通电源再释放小车 
C．小车的质量远大于钩码的质量 
D．平衡小车与长木板间的摩擦力
（2）实验时将打点计时器接到频率为50Hz的交流电源上，得到一条纸带，打出的部分计数点如图2所示（每相邻两个计数点间还有4个点，图中未画出）．已知AB=3.01cm，BC=4.21cm，CD=5.39cm，DE=6.60cm，EF=7.81cm，FG=9.00cm．则小车做匀变速直线运动的加速度大小a=1.20m/s²，在打点计时器打下D点时，小车运动的速度大小v_D=0.600m/s．（均保留三位有效数字）

Answer 1

分析 （1）分析实验目标和实验原理，明确实验中需要注意事项即可求解；
（2）根据逐差法可求得物体运动的加速度；根据平均速度表示中间时刻的瞬时速度可求得D点的速度．

解答 解：（1）A、为了让小车做匀加速直线运动，应使小车受力恒定，故应将细线与木板保持水平；同时为了打点稳定，应先开电源再放纸带；故AB正确；
C、本实验中只是研究匀变速直线运动，故不需要让小车的质量远大于钩码的质量；只要能让小车做匀加速运动即可；故C错误；
D、由C的分析可知，只要摩擦力恒定即可，不需要平衡摩擦力；故D错误；
故选：AB；
（2）每两个计数点间有四个点没有画出，故两计数点间的时间间隔为T=5×0.02=0.1s；
根据逐差法可知，物体的加速度
a=$\frac{{x}_{DG}-{x}_{AD}}{9{T}^{2}}$=$\frac{6.60+7.81+9.00-3.01-4.21-5.39}{9×0．{1}^{2}}×1{0}^{-2}$ m/s²=1.20 m/s²；
D点的速度等于CE段的平均速度，则有：v_D=$\frac{{x}_{CD}+{x}_{DE}}{2T}$=$\frac{5.39+6.60}{2×0.1}×1{0}^{-2}$ m/s=0.600 m/s；
故答案为：（1）AB；（2）1.20，0.600．

点评 本题考查匀变速直线运动规律的应用，要注意明确实验原理，知道本实验中只需要研究匀变速直线运动即可，所以不需要平衡摩擦力，也不需要让小车的质量远大于钩码的质量，注意保留有效数字．