Question

7．图甲是“研究匀变速直线运动”的实验装置，图乙是该实验中获得的一条纸带．已知所用交流电源的频率为50Hz，A、B、C、D、E、F是纸带上的计数点，相邻计数点间还有四个点没有画出．

（1）实验中下列操作步骤必要的有C
A．实验前需平衡摩擦力
B．应用天平称出砂桶和砂的质量
C．应先接通电源再释放小车
D．实验时砂和砂桶的质量需远小于
小车和砝码的总质量
（2）实验时由于没有记录CD间的读数，根据图乙中已有的数据估算出CD间的距离约为2.12cm．
（3）某同学在处理数据时将A点记为t=0，B点记为t=0.1s，C点记为t=0.2s…，将AB间距离记为t=0.1s时的位移s=1.50cm，BC间距离记为t=0.2s时的位移s=1.81cm…，并根据图乙中的数据作出如图丙所示的s-t图象，
该图线与纵坐标的交点表示的是OA之间的距离；若该同学根据图象得出s-t图象的斜率为k（m/s），则该纸带运动时的加速度大小是10km/s²（请用斜率k来表示，数值概不给分）．

Answer 1

分析 （1）根据实验研究匀变速直线运动的规律，结合实验原理，即可判定；
（2）依据在连续相等时间内的位移之差是一恒量，即可求出；
（3）根据横纵坐标的物理量，结合图象的纵截距与斜率的含义，即可求解．

解答 解：（1）A、研究小车做匀变速直线运动，不需要平衡摩擦力，故A错误．
B、实验数据处理中，不涉及到砂桶和砂的质量，故B错误．
C、实验时应先接通电源，再释放小车，故C正确．
D、该实验不需要砂和砂桶的质量需远小于小车和砝码的总质量，因不需要知道拉小车的拉力，故D错误．
（2）根据在相等时间内的位移之差相等，则有：X_BC-X_AB=X_CD-X_BC，
即为：1.81=1.50=X_CD-1.81，解得：X_CD=2.12cm；
（3）将AB间距离记为t=0.1s时的位移s=1.50cm，BC间距离记为t=0.2s时的位移s=1.81cm；
因此s-t图象与纵坐标的交点表示的是OA之间的距离；
根据平均速度等于位移与时间的比值，由于各段位移对应的时间均为0.1s，
因此当纵坐标的位移除以0.1s时，即为各段的平均速度值，
那么加速度大小a=$\frac{\overline{v}}{t}$=$\frac{\frac{s}{0.1}}{t}$=10×$\frac{s}{t}$=10k；
故答案为：（1）C；（2）2.11～2.12；（3）OA之间的距离；10k．

点评 解决本题的关键掌握纸带的处理方法，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推论的运用，注意位移与时间的斜率与加速度的关系是解题的关键．