Question

【題目】某同學(xué)利用圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置，探究物體在水平桌面上的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，物塊在重物的牽引下開始運(yùn)動(dòng)，重物落地后，物塊再運(yùn)動(dòng)一段距離后停在桌面上（尚未到達(dá)滑輪處）. 從紙帶上便于測量的點(diǎn)開始，每5個(gè)點(diǎn)取1個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離如圖乙所示. 打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源的頻率為50Hz.（不計(jì)空氣阻力，g=10. 0m/s2）

（1）通過分析紙帶數(shù)據(jù)，可判斷重物在兩相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)__________和__________之間某時(shí)刻落地.

（2）計(jì)數(shù)點(diǎn)3對應(yīng)的速度大小v3=__________（保留三位有效數(shù)字）

（3）物塊減速運(yùn)動(dòng)過程中加速度的大小為a=__________m/s2. （保留三位有效數(shù)字）

（4）物塊與桌面的動(dòng)摩擦因數(shù)為__________，物塊與重物質(zhì)量比為__________。

Answer 1

【答案】6 7 0.601 2.00 0.2 2∶1

【解析】

（1）從紙帶上的數(shù)據(jù)分析得知：在點(diǎn)計(jì)數(shù)點(diǎn)6之前，兩點(diǎn)之間的位移逐漸增大，是加速運(yùn)動(dòng)，位移的增量為定值，均為2cm，而在6、7間增加的位移小于2cm； 故說明在6、7間物體即開始減速；
（2）每5個(gè)點(diǎn)取1個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，所以相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔T=0.1s，根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)中時(shí)間中點(diǎn)的速度等于該過程中的平均速度，可以求出打紙帶上某點(diǎn)時(shí)小車的瞬時(shí)速度大小。計(jì)數(shù)點(diǎn)3對應(yīng)的速度大小為

（3）計(jì)數(shù)點(diǎn)根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論公式△x=aT2可以求出
物塊加速運(yùn)動(dòng)過程中加速度，得：。
而物塊減速運(yùn)動(dòng)過程中加速度，得：。
因此減速運(yùn)動(dòng)過程中加速度的大小為2.00m/s2；
（4）設(shè)物塊的質(zhì)量為M，而重物質(zhì)量為m；根據(jù)f=μMg，再由牛頓第二定律，f=Ma，則有：；
在加速過程中，則有，mg-μMg=（M+m）a
而μMg=Ma′，
解得：M：m=2：1；