Question

19．河北正定中學(xué)研究性學(xué)習(xí)小組利用甲圖實(shí)驗(yàn)裝置，探究小車在一串鏈條作用下的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，開始釋放鏈條時(shí)其下端離地面有一定高度，實(shí)驗(yàn)操作準(zhǔn)確規(guī)范，對(duì)清晰紙帶進(jìn)行數(shù)據(jù)處理后，在坐標(biāo)紙上作出鏈v-t圖象（圖乙）．

（1）觀察乙圖，請(qǐng)描述小車的運(yùn)動(dòng)情況及鏈條對(duì)應(yīng)的狀態(tài)先是勻加速運(yùn)動(dòng)，再是加速度逐漸變小至0的加速運(yùn)動(dòng)，最后是勻速運(yùn)動(dòng)，并求出BC段對(duì)應(yīng)的平均速度為
1.8m/s．
（2）若鏈條質(zhì)量為0.20kg，則小車質(zhì)量為0.80kg（結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字）

Answer 1

分析 根據(jù)v-t圖象分析小車的運(yùn)動(dòng)情況，根據(jù)v-t圖象的斜率等于加速度求解，
對(duì)鏈條和小車分析，根據(jù)根據(jù)牛頓第二定律求解．

解答 解：（1）在圖象中的A-B時(shí)是鏈條拉著小車做加速度相同的勻加速運(yùn)動(dòng)；
B-C時(shí)鏈條開始碰地，到完全落地的過程，也就是拉小車的力逐漸變小至0，加速度逐漸變小至0的加速運(yùn)動(dòng)．
C-D時(shí)是不存在拉力的情況下，小車的運(yùn)動(dòng)情況是勻速運(yùn)動(dòng)，即合外力為0．
（2）BC段對(duì)應(yīng)的平均速度近似等于這段路程中中間時(shí)間點(diǎn)的速度，
即$\overline{v}$=1.8m/s．
（3）在A-B段小車的加速度不變，合力不變，且從C-D段可知三力平衡，即斜面的支持力、重力、摩擦力是一組平衡力．
根據(jù)v-t圖象的斜率等于加速度得：a=$\frac{△v}{△t}$=$\frac{10}{3}$m/s²，
根據(jù)牛頓第二定律得：
F-mg=ma
F=Ma
解得：M=0.80 kg．
故答案為：（1）先是勻加速運(yùn)動(dòng)，再是加速度逐漸變小至0的加速運(yùn)動(dòng)，最后是勻速運(yùn)動(dòng)；1.8；（2）0.80

點(diǎn)評(píng) 要提高應(yīng)用勻變速直線的規(guī)律以及推論解答實(shí)驗(yàn)問題的能力，掌握牛頓第二定律得應(yīng)用，在平時(shí)練習(xí)中要加強(qiáng)基礎(chǔ)知識(shí)的理解與應(yīng)用．