题目内容

4.某同学为估测摩托车在水泥路面上行驶时的加速度,设计了下述实验:将输液用的500mL玻璃瓶装适量水后,连同输液管一起绑在摩托车上,调节输液管的滴水速度,刚好每隔1.0s滴一滴,该同学骑摩托车,先使之匀加速到某一速度,然后熄火,保持摩托车沿直线滑行,图是某次实验中水泥路面上的部分水滴(左侧是起点).假设滴水的时间间隔不变.根据该同学的实验结果可估算(图中长度单位:m):

①骑摩托车行驶至D点时的速度大小为14.0 m/s;
②骑摩托车加速时的加速度大小为3.79 m/s2;减速时的加速度大小为0.188m/s2.

分析 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,根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度,可以求出打纸带上3点时小车的瞬时速度大小.

解答 解:①根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度,得到D点的速度为:vD=$\frac{{x}_{3}+{x}_{4}}{2T}=\frac{12.11m+15.89m}{2×1s}=14.0m/s$;
②已知前四段位移,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-x2=2a1T2
x3-x1=2a2T2
为了更加准确的求解加速度,我们对两个加速度取平均值
得:a=$\frac{1}{2}$(a1+a2)
带入数据得:摩托车加速时的加速度a1=3.79 m/s2.
(3)带入数据得:摩托车减速时的加速度a2=-0.188 m/s2,负号表示摩托车做减速运动.
故答案为:①14.0; ②3.79,0.188.

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.

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