Question

【題目】圖1為驗證牛頓第二定律的實驗裝置示意圖．圖中打點計時器所接的電源為的交流電源，打點的時間間隔用表示在小車質(zhì)量未知的情況下，某同學設計了一種方法用來研究“在外力一定的條件下，物體的加速度與其質(zhì)量間的關(guān)系”。

（1）完成下列實驗步驟中的填空：

①平衡小車所受的阻力：不掛小吊盤，調(diào)整木板右端的高度，用手輕撥小車，直到打點計時器打出一系列問隔均勻的點；

②按住小車，掛上小吊盤，在小吊盤中放入適當質(zhì)量的物塊，在小車中放入砝碼；

③打開打點計時器電源，釋放小車，獲得帶有點跡的紙帶，在紙帶上標出小車中砝碼的質(zhì)量；

④按住小車，改變小車中砝碼的質(zhì)量，重復步驟③；

⑤在每條紙帶上清晰的部分，每5個間隔標注一個計數(shù)點．測量相鄰計數(shù)點的間距，…，求出與不同相對應的加速度；

⑥以砝碼的質(zhì)量為橫坐標，為縱坐標，在坐標紙上作出關(guān)系圖線．若加速度與小車和砝碼的總質(zhì)量成反比，則與應成______（填“線性”或“非線性”）關(guān)系。

（2）完成下列填空：

①本實驗中，為了保證在改變小車中砝碼的質(zhì)量時，小車所受的拉力近似不變，小吊盤和盤中物塊的質(zhì)量之和應滿足的條件是_______________。

②設紙帶上三個相鄰計數(shù)點的間距為、和．可用、和表示為_____。圖2為用米尺測量某一紙帶上的、的情況，由圖可讀出，，由此求得加速度的大小____（保留三位有效數(shù)字）．

Answer 1

【答案】線性 遠小于小車的質(zhì)量 1.15

【解析】

(1) ⑥[1]．若加速度與小車和砝碼的總質(zhì)量成反比，即，k是比例系數(shù)，所以

則與m應成成線性關(guān)系．
(2)①[2]．為了保證在改變小車中砝碼的質(zhì)量時，小車所受的拉力近似不變，小吊盤和盤中物塊的質(zhì)量之和應該遠小于小車和砝碼的總質(zhì)量；
②[3][4]．由△x=at2得

s3-s1=2aT2

其中T=5t故

將s1=24.3mm，s3=47.2mm，t=0.02s帶入可得

a=1.15m/s