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有时圆周运动问题可当作直线运动处理。如图,玩具小赛车从A点在2s内由静止沿圆轨道匀加速到最大速率2m/s,然后以最大速率做匀速圆周运动。若圆周长为19.5m,每隔2s从A点由静止沿逆时针方向发出一辆小车,要使小车最终都能以最大速率行驶而不致相撞(小车可视为质点),问

说明: 6ec8aac122bd4f6e

(1)小车匀加速过程中加速度大小为多少?

(2)当最后一辆小车刚启动时,它与前一辆小车沿轨道逆时针方向上相距多远?

(3)轨道上最多有几辆小车?当最后一辆启动时,第一辆与其相邻的另外两小车沿轨道方向间距分别为多少?

 

答案:
(1) …………… 2分 (2)当最后一辆刚启动时它与前一辆小车相距为     ………………2分 (也可用图象法,同样给足分) (3)当最后一辆小车刚启动时,前面各小车之间沿轨道间距均为 即第一二辆之间间距为     ……………2分 设最多n辆  ,考虑到只要保证第一辆不与最后一辆相撞,就符合本题意图,故n=5    ………………2分 最后一辆与前一辆间距为 如图,当最后一辆启动时,第一辆距第5辆为     ……………………2分 综合起来,轨道上最多有5辆小车,当最后一辆刚启动时,第一辆与第二辆间距为4m,第一辆与最后一辆(即第5辆)间距为5.5m 【解析】略
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某同学用如图所示的实验装置研究小车在平板斜面上的运动。实验步骤如下:

说明: 6ec8aac122bd4f6e

a.安装好实验器材。

b.接通电源后,让拖着纸带的小车沿平板斜面向下运动,重复几次。选出一条点迹比较清晰的纸带,舍去开始密集的点迹,从便于测量的点开始,每两个打点间隔取一个计数点,如下图中0、1、2……6点所示。

说明: 6ec8aac122bd4f6e

c.测量1、2、3……6计数点到0计数点的距离,分别记作:S1S2S3……S6

d.通过测量和计算,该同学判断出小车沿平板做匀加速直线运动。

e.分别计算出S1S2S3……S6与对应时间的比值6ec8aac122bd4f6e

f.以6ec8aac122bd4f6e为纵坐标、t为横坐标,标出6ec8aac122bd4f6e与对应时间t的坐标点,画出6ec8aac122bd4f6et图线。

结合上述实验步骤,请你完成下列任务:

①实验中,除打点计时器(含纸带、复写纸)、小车、平板、铁架台、导线及开关外,在下面的仪器和器材中,必须使用的有              。(填选项代号)

A.电压合适的50 Hz交流电源

B.电压可调的直流电源 

C.刻度尺     D.秒表

E.天平      F.重锤

②将最小刻度为1 mm的刻度尺的0刻线与0计数点对齐,0、1、2、5计数点所在位置如图所示,则S2        cm,S5         cm。

说明: 6ec8aac122bd4f6e

③该同学在右图中已标出1、3、4、6计数点对应的坐标,请你在该图中标出与2、5两个计数点对应的坐标点,并画出6ec8aac122bd4f6et图。

说明: 6ec8aac122bd4f6e

④请根据6ec8aac122bd4f6et图线判断,在打0计数点时,小车的速度v0       m/s;它在斜面上运动的加速度a       m/s2。(结果需保留3位有效数字)