题目内容
如图为接在50Hz低压交流电源上的打点计时器,在小车带动纸带一起做匀加速直线运动时打出的一条纸带.在纸带上每打5个点取一个记数点.现在得到了1、2、4、5四个记数点,但第3个记数点没有画出.由图中数据可求得:

(1)第3个记数点与第2个记数点的距离约为 cm,
(2)该物体的加速度为 m/s2,
(3)打第3个点时该物体的速度为 m/s.
(1)第3个记数点与第2个记数点的距离约为
(2)该物体的加速度为
(3)打第3个点时该物体的速度为
分析:(1)求解加速度时首先想到的应该是逐差法,但是只有两组数据,所以要找两组数据之间的关系,
推论xm-xn=(m-n)at2可提供这两组数据与加速度的关系,应用这个推论即可.
(2)第2、3两点间的距离对应的应该为x2,要想得到x2必须找他和已知量的关系,x2-x1=at2提供了这个关系.
(3)为了让结果更精确,我们需要用上这两组数据,而这两组数据只能求他们自己这段位移中的平均速度,v3需要找它与这两个平均速度的关系:而v3对应的时刻为这两个速度所对应的时间的中间时刻.
推论xm-xn=(m-n)at2可提供这两组数据与加速度的关系,应用这个推论即可.
(2)第2、3两点间的距离对应的应该为x2,要想得到x2必须找他和已知量的关系,x2-x1=at2提供了这个关系.
(3)为了让结果更精确,我们需要用上这两组数据,而这两组数据只能求他们自己这段位移中的平均速度,v3需要找它与这两个平均速度的关系:而v3对应的时刻为这两个速度所对应的时间的中间时刻.
解答:解:(1)(2)设1、2间的位移为x1,2、3间的位移为x2,3、4间的位移为x3,4、5间的位移为x4;
因为周期为T=0.02s,且每打5个点取一个记数点,所以每两个点之间的时间间隔T=0.1s;
由匀变速直线运动的推论xm-xn=(m-n)at2得:
x4-x1=3at2代入数据得:
(5.83-3.62)×10-2=3a×0.12
解得:a=0.74m/s2.
第3个记数点与第2个记数点的距离即为x2,由匀变速直线运动的推论:x2-x1=at2得:
x2=x1+at2代入数据得:
x2=3.62×10-2+0.74×0.12=0.0436m;
即为:4.36cm.
(3)打第2个点时的瞬时速度等于打1、3之间的平均速度,因此有:
v2=
=
=0.399m/s
根据速度公式v3=v2+at
得v3=0.399+0.74×0.1m/s=0.47m/s;
故答案为:(1)4.36;(2)0.74;(3)0.47.
因为周期为T=0.02s,且每打5个点取一个记数点,所以每两个点之间的时间间隔T=0.1s;
由匀变速直线运动的推论xm-xn=(m-n)at2得:
x4-x1=3at2代入数据得:
(5.83-3.62)×10-2=3a×0.12
解得:a=0.74m/s2.
第3个记数点与第2个记数点的距离即为x2,由匀变速直线运动的推论:x2-x1=at2得:
x2=x1+at2代入数据得:
x2=3.62×10-2+0.74×0.12=0.0436m;
即为:4.36cm.
(3)打第2个点时的瞬时速度等于打1、3之间的平均速度,因此有:
v2=
| x13 |
| t13 |
| 0.0362+0.0436 |
| 0.2 |
根据速度公式v3=v2+at
得v3=0.399+0.74×0.1m/s=0.47m/s;
故答案为:(1)4.36;(2)0.74;(3)0.47.
点评:对于纸带的问题,我们要熟悉匀变速直线运动的特点和一些规律,提高应用基本规律解答实验问题的能力.
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