Question

12．兴趣小组的同学们利用如图1所示的装置“研究匀变速直线运动的规律”．他们将质量为m₁的物体1与质量为m₂的物体2（m₁＜m₂）通过轻绳悬挂在定滑轮上，打点计时器固定在竖直方向上，物体1通过铁夹与纸带相连接．开始时物体1与物体2均处于静止状态，之后将它们同时释放．图2所示为实验中打点计时器打出的一条点迹清晰的纸带，O是打点计时器打下的第一个点，A、B、C、D…是按打点先后顺序依次选取的计数点，在相邻两个计数点之间还有四个点没有画出．打点计时器使用的交流电频率为50Hz．

（1）相邻两计数点之间的时间间隔为0.1s；
（2）实验时要在接通打点计时器之后释放物体（选填“前”或“后”）；
（3）将各计数点至O点的距离依次记为s₁、s₂、s₃、s₄…，测得s₂=1.60cm，s₄=6.40cm，请你计算打点计时器打下C点时物体的速度大小是0.24 m/s；
（4）同学们根据测出的物体1上升高度s与相应的时间t，描绘出如图3所示的s-t²图线，由此可以求出物体的加速度大小为0.8m/s²．

Answer 1

分析 根据相邻点时间间隔为0.02s，即可求解相邻两计数点之间的时间间隔；
先接通电源，后释放纸带；
中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度；
根据图象的斜率，即可求解物体的加速度．

解答 解：（1）相邻两计数点之间的时间间隔为：T=0.02×5=0.1s；
（2）实验时要在接通打点计时器之后释放物体；
（3）C点的瞬时的速度为BD点的平均速度为：
v_C=$\frac{{s}_{4}-{s}_{2}}{2T}$=$\frac{0.064-0.016}{2×0.1}$=0.24m/s
（4）根据运动学公式s=$\frac{1}{2}a{t}^{2}$，因此s-t²图线的斜率k=$\frac{a}{2}$，
那么a=2k=2×$\frac{0.4}{1}$=0.8m/s²；
故答案为：（1）0.1s； （2）后；  （3）0.24；  （4）0.8．

点评 考查计数点与实际打点的区别，注意先接通电源后，释放纸带，同时从纸带上求解速度和加速度是处理纸带的两个主要问题，一定要熟练掌握．