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实验：探究小车速度随时间变化的规律
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如图甲所示，小车放在斜面上，车前端栓有不可伸长的细线，跨过固定在斜面边缘的小滑轮与重物相连，小车后面与打点计时器的纸带相连．起初小车停在靠近打点计时器的位置，重物
网友投稿 2022-07-30 00:00:00 零零社区
◎ 题目
如图甲所示，小车放在斜面上，车前端栓有不可伸长的细线，跨过固定在斜面边缘的小滑轮与重物相连，小车后面与打点计时器的纸带相连．起初小车停在靠近打点计时器的位置，重物到地面的距离小于小车到滑轮的距离．启动打点计时器，释放重物，小车在重物的牵引下，由静止开始沿斜面向上运动，重物落地后，小车会继续向上运动一段距离．打点计时器使用的交流电频率为50Hz．图乙中a、b、c是小车运动时打下的纸带上的三段，纸带的运动方向如图乙中箭头所示．
（1）根据所提供纸带上的数据，可计算出打a段纸带时小车的加速度大小为______m/s
2
；打c段纸带时小车的加速度大小为______m/s
2
．（结果保留两位有效数字）
（2）请根据你计算的加速度情况，可判断出小车运动的最大速度可能出现在b段纸带中的______两点之间．
（3）如果重力加速度g取10m/s
2
，请你根据纸带上的数据推算出重物与小车的质量之比．
◎ 答案
（1）根据△x=aT
2
得：
a段纸带时小车的加速度
a
a
=
△x
a
T
2
=
0.001
0.02×0.02
=2.5
m/s
2
打c段纸带时小车的加速度
a
c
=
△x
c
T
2
=
-0.002
0.02×0.02
=-5.0
m/s
2
所以打c段纸带时小车的加速度大小为5.0 m/s
2
．
（2）b段中只有DE之间位移最大，所以最大速度一定在DE之间．
（3）设小车的质量为M，重物的质量为m，斜面的倾角为θ，小车与斜面之间的滑动摩擦力F
f
，小车加速过程中，
对小车和重物整体应用牛顿第二定律得mg-Mgsinθ-F
f
=（M+m）a
1
当重物落地后，小车减速上升的过程中应用牛顿第二定律得Mgsinθ+F
f
=Ma
2
联立两式并将
a
1
=2.5m/
s
2
和
a
2
=5.0m/
s
2
的数值代入得
m
M
=
1
1
故答案为：（1）2.5； 5.0；
（2）DE区间内；
（3）1；1
◎ 解析
“略”
◎ 知识点
专家分析，试题“如图甲所示，小车放在斜面上，车前端栓有不可伸长的细线，跨过固定在斜面边缘的小滑轮与重物相连，小车后面与打点计时器的纸带相连．起初小车停在靠近打点计时器的位置，重物…”主要考查了你对 【实验：探究小车速度随时间变化的规律】 等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”，你可以点击相应的链接进行查看和学习。
http://www.00-edu.com/html/202207/223203.html
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