Question

9．某同学用如图1所示的装置做验证动能定理的实验，实验前已平衡摩擦力，打点计时器使用50Hz低压交流电．做完该实验后，他撤去橡皮筋，用此装置及细绳、若干钩码（钩码总质量小于小车质量）做研究匀变速直线运动的实验．由于操作不当，该同学弄乱了纸带．已知纸带上各点均为从左到右打下，部分相邻点迹间的距离已测出，则下列图2四条纸带中，研究匀变速直线运动实验打出的纸带为C，小车的加速度为4.5m/s²；验证动能定理实验打出的纸带为B．（填纸带前的字母序号）

Answer 1

分析 根据纸带上点迹间的距离分析小车的运动情况，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，验证动能定理的实验中，当橡皮筋的弹力为零时，小车做匀速运动．

解答 解：匀变速直线运动相邻的相等时间内的位移之差是个定值，根据纸带可知，A做减速运动，B先做加速后做匀速，C中相邻的相等时间内的位移之差近似相等，
根据作差法得加速度a=$\frac{0.0107+0.0088-0.0071-0.0052}{0.0{2}^{2}}$=4.5m/s²，
D中相邻的相等时间内的位移之差△x=0.0156-0.0108=0.0048m，则加速度为$a=\frac{△x}{{T}^{2}}=\frac{0.0048}{0.0{2}^{2}}=12m/{s}^{2}$，由于钩码总质量小于小车质量，根据牛顿第二定律可知a=$\frac{mg}{M+m}＜g$，所以研究匀变速直线运动实验打出的纸带为C，加速度为4.5m/s²，
验证动能定理的实验中，当橡皮筋的弹力为零时，小车做匀速运动，所以验证动能定理实验打出的纸带为B．
故答案为：C；4.5；B

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，特别注意本题中D纸带的加速度大于g，不符合题目要求，难度适中．