题目内容

一打点计时器固定在斜面上某处,一小车拖着穿过打点计时器的纸带从斜面上滑下,如图甲、图乙是打出的纸带的一段.
(1)已知打点计时器使用的交流电频率为50Hz,利用图所给出的数据求出小车下滑的加速度a=
4.00m/s2
4.00m/s2
.(2)为了求出小车在下滑过程中所受的阻力,还需测量的物理量有
小车质量,斜面上任意两点间距离L及这两点的高度差h
小车质量,斜面上任意两点间距离L及这两点的高度差h
.用测得的加速度a表示阻力的计算式为F1=
mg
h
L
-ma
mg
h
L
-ma
.
分析:(1)利用匀变速直线运动的推论,采用逐差法△x=aT2求解加速度.
(2)对小车进行受力分析,根据牛顿第二定律解决问题.
解答:解:(1)由图2中的纸带可知相邻的2个计数点间的时间间隔t=2×0.02s=0.04s,相邻两个计数点的距离分别为s1=5.12cm,s2=5.74cm…,
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,得:
x4-x1=3a1T2 
x5-x2=3a2T2 
 x6-x3=3a3T2 
为了更加准确的求解加速度,我们对三个加速度取平均值得:
a=
1
3
(a1+a2+a3)=
(x4+x5+x6)-(x1+x2+x3)
9T2

带入数据解得:a=4.00m/s2.
故答案为:4.00m/s2.
(2)对小车进行受力分析,小车受重力、支持力、阻力.
将重力沿斜面和垂直斜面分解,设斜面倾角为θ,根据牛顿第二定律得:
F合=mgsinθ-f=ma
f=mgsinθ-ma,
所以我们要求出小车质量m和sinθ,
那么实际测量时,我们应该测出斜面上任意两点间距离L及这两点的高度差h来求sinθ,即sinθ=
h
L
所以f=mg
h
L
-ma.
故答案为:小车质量,斜面上任意两点间距离L及这两点的高度差h,mg
h
L
-ma.
点评:能够知道相邻的计数点之间的时间间隔,能够运用逐差法求解加速度,能够把纸带的问题结合动力学知识运用解决问题.
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