Question

如圖所示，小車放在斜面上，車前端拴有不可伸長的細線，跨過固定在斜面邊緣的小滑輪與重物相連，小車后面與打點計時器的紙帶相連。起初小車停在靠近打點計時器的位置，重物到地面的距離小于小車到滑輪的距離。啟動打點計時器，釋放重物，小車在重物的牽引下由靜止開始沿斜面向上運動，重物落地后，小車會繼續向上運動一段距離。打點計時器使用的交流電頻率為50Hz，圖乙中a、b、c是小車運動紙帶上的三段，紙帶運動方向如箭頭所示。
（1）打a段紙帶時，小車的加速度為2.5m/s²。請根據加速度的情況，判斷小車運動的最大速度可能出現在b段紙帶中長度為_________cm的一段。
（2）盡可能利用c段紙帶所提供的數據，計算打c段紙帶時小車的加速度大小為_______m/s²。（結果保留兩位有效數字）

Answer 1

（1）2.98（3分）；（2）5.0（3分）

⑴勻加速運動接勻速運動，再接勻減速運動，最大速度應該出現在平均速度最大的時間段，即單位時間內位移最大的一段；⑵利用分別求得三個加速度值，然后求平均值。考查打點計時器紙帶的處理，涉及直線運動規律的應用，難度中等。