Question

11．（1）如图1所示，是某同学在做“研究匀变速直线运动”的实验中得到的纸带，在纸带上选取了A、B、C、D、E、F、G等7个计数点，每相邻两个计数点之间还有4个点没画出来，其相邻点间距离如图所示．则打点计时器从打下A点到打下B点所用的时间是0.1 s；（打点计时器使用交流电的频率为50Hz）．打点计时器从打下A点到打下C点的时间内，小车的平均速度是0.4m/s；打点计时器打下B点时，小车的瞬时速度是0.4m/s；小车运动的加速度0.80m/s²（加速度保留两位有效数字）．

（2）如图2（a）所示的实验装置验证牛顿第二定律．
①完成平衡摩擦力的相关内容：
（I）若拉小车的细线与木板不平行，则应该调节定滑轮直到细线与木板平行为止．取下砂桶，把木板不带滑轮的一端垫高，接通打点计时器电源，轻推 （选填“静止释放”或“轻推“）小车，让小车拖着纸带运动．
（Ⅱ）如果打出的纸带如图2（b）所示，则应减小 （选填“增大”或“减小”）木扳的倾角．反复调节，直到纸带上打出的点迹均匀，平衡摩擦力才完成
②某同学实验进得到如图2（C）所示的a-F图象，则该同学验证的是：在小车质量不变条件下，小车加速度与其所受的合力成正比．

Answer 1

分析 （1）根据平均速度的定义式求出AC段的平均速度，根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求出B点的瞬时速度，根据连续相等时间内的位移之差是一恒量求出加速度．
（2）通过调节定滑轮使得细线与木板平行，平衡摩擦力时，轻推小车，小车拖着纸带做匀速直线运动即可．
根据点迹的疏密确定运动规律，从而改变木板的倾角．

解答 解：（1）相邻计数点间的时间间隔为0.1s，打点计时器从打下A点到打下C点的时间内，小车的平均速度$\overline{v}=\frac{{x}_{AC}}{2T}=\frac{（3.62+4.38）×1{0}^{-2}}{0.2}$m/s=0.4m/s．
某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度，则${v}_{B}=\overline{v}=0.4m/s$．
根据△x=aT²，运用逐差法得，a=$\frac{{x}_{DG}-{x}_{AD}}{9{T}^{2}}$=$\frac{（5.99+6.80+7.62-3.62-4.38-5.20）×1{0}^{-2}}{9×0.01}$=0.80m/s²．
（2）①若拉小车的细线与木板不平行，则应该调节定滑轮，直到细线与木板平行为止．取下砂桶，把木板不带滑轮的一端垫高，接通打点计时器电源，轻推小车，让小车拖着纸带运动．
由纸带可知，相同时间内的位移增大，则小车做加速运动，应减小木板的倾角，到纸带上打出的点迹均匀，平衡摩擦力才完成．
②在小车质量不变的条件下，小车加速度与其所受的合力成正比．
故答案为：（1）0.1，0.4，0.4，0.80，（2）①定滑轮，轻推，减小，均匀，②小车质量不变．

点评 解决本题的关键掌握纸带的处理方法，会通过纸带求解瞬时速度和加速度，关键是匀变速直线运动推论的运用，注意有效数字的保留．