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4.在《研究匀变速直线运动》的实验中,如图所示是一次记录小车运动情况的纸带,从纸带中选取连续的七个点A、B、C、D、E、F、G作为计数点,每两个相邻计数点间还有四个点没画出来,则相邻计数点间的时间间隔T=0.1S,打下C点时的瞬时速度为0.20m/s,小车运动的加速度大小为0.50m/s2,加速度方向是从C点指向D点(或E点等).点(计算结果均保留到小数点后二位).

分析 根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度,可以求出打纸带上C点时小车的瞬时速度大小;根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT2可以求出加速度的大小,再依据间距的变化趋势,从而确定加速度的方向.

解答 解:(1)由于每相邻两个计数点间还有4个点没有画出,
所以相邻的计数点间的时间间隔T=5×0.02s=0.1s,
(2)根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度,
VC=$\frac{{x}_{BD}}{2T}$=$\frac{0.0538-0.013}{2×0.1}$=0.20m/s
(3)根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT2可以求出加速度的大小,
得:a=$\frac{{x}_{DG}-{x}_{AD}}{9{T}^{2}}$=$\frac{0.1526-0.0538-0.0538}{9×0.{1}^{2}}$=0.50m/s2
小车运动的加速度方向为从C点指向D点(或E点等),
故答案为:0.1,0.20,0.50,D点(或E点等).

点评 要提高应用匀变速直线的规律以及推论解答实验问题的能力,在平时练习中要加强基础知识的理解与应用.

练习册系列答案
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A.球1和球2运动的时间之比为1:2
B.球1和球2动能增加量之比为1:2
C.球1和球2抛出时初速度之比为2$\sqrt{2}$:1
D.球1和球2运动时的加速度之比为1:2

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(1)此过程中传送带对滑块做的功;
(2)此过程中因运送物体电动机对传送带额外做的功;
(3)此过程中滑块与传送带间由于摩擦而产生的热量.

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A.小滑块的质量为0.2kg
B.轻弹簧原长为0.2m
C.弹簧最大弹性势能为0.32J
D.小滑块的重力势能与弹簧的弹性势能总和最小为0.18J

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16.某实验小组采用如图1所示的装置探究“动能定理”,图中小车中可放置砝码,实验中小车碰到制动装置时,钩码尚未到达地面,打点计时器工作频率为50Hz.

(1)实验的部分步骤如下:
①在小车中放入砝码,将纸带穿过打点计时器连在小车后端,用细线连接小车和钩码;
②将小车停在打点计时器附近,接通电源,释放小车,小车拖动纸带,打点计时器在纸带上打下一列点,断开开关;
③改变钩码或小车中砝码的数量,更换纸带,重复②的操作.
(2)如图2是在钩码质量为0.03kg、砝码质量为0.02kg时得到的一条纸带,在纸带上选择起始点O及A、B、C、D和E五个计数点,可获得各计数点到O的距离x及对应时刻小车的瞬时速度v,请将C点的测量结果填在表1中的相应位置.
(3)在小车的运动过程中,对于钩码、砝码和小车组成的系统,钩码所受重力做正功,小车所受摩擦力做负功.
(4)实验小组根据实验数据绘出了如图3所示的图线(其中△v2=v2-v02),根据图线可获得的结论是小车末、初速度的二次方之差与位移成正比.要验证“动能定理”,还需要测量的物理量是摩擦力和小车的质量.
表1 纸带的测量结果
测量点x/cmv/(m•s-1
O0.000.35
A1.480.40
B3.200.45
C
D7.150.54
E9.410.60

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13.如图所示,在倾角为θ的光滑斜面上有一轻质弹簧,其一端固定在斜面下端的挡板上,另一端与质量为m的物体接触(未连接),物体静止时弹簧被压缩了x0.现用力F缓慢沿斜面向下推动物体,使弹簧在弹性限度内再被压缩2x0后保持物体静止,然后撤去F,物体沿斜面向上运动的最大距离为4.5x0,则在撤去F后到物体上升到最高点的过程中(  )
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B.弹簧弹力对物体做功的功率一直增大
C.弹簧弹力对物体做的功为4.5mgx0sin θ
D.物体从开始运动到速度最大的过程中重力做的功为2mgx0sin θ

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