题目内容

12.某同学利用如图1所示的装置研究小车的匀变速直线运动

(1)实验时必要的措施是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在频率为50Hz的交流电源上,得到一条纸带如图2所示,图中A、B、C、D、E、F、G为依次选取的计数点(每相邻两个计数点间还有4个点未画出),已知s1=7.10cm、s2=7.70cm、s3=8.30cm、s4=8.90cm、s5=9.50cm、s6=10.10cm、s7=10.70cm,则打点E时小车的瞬时速度的大小为0.92m/s,小车的加速度大小是0.60m/s2.(结果保留两位有效数字)

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E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;
E点的速度等于DF段的平均速度,则有:vE=$\frac{{x}_{DF}}{2T}$=$\frac{8.90+9.50}{0.2}×1{0}^{-2}$ m/s=0.92m/s;
根据逐差法可知,物体的加速度a=$\frac{{s}_{4}+{s}_{5}+{s}_{6}-{s}_{1}-{s}_{2}-{s}_{3}}{9{T}^{2}}$=$\frac{8.90+9.50+10.10-7.10-7.70-8.30}{9×0.{1}^{2}}×1{0}^{-2}$=0.60m/s2;
故答案为:(1)AB;(2)0.92,0.60.

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.

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