Question

14．為了“驗(yàn)證牛頓第二定律”，某同學(xué)設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)方案：
A．實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示，一端系在滑塊上的輕質(zhì)細(xì)繩通過(guò)轉(zhuǎn)軸光滑的輕質(zhì)滑輪，另一端掛一質(zhì)量為m=0.5kg的鉤碼，用墊塊將光滑的長(zhǎng)木板有定滑輪的一端墊起．調(diào)整長(zhǎng)木板的傾角，直至輕推滑塊后，滑塊沿光滑長(zhǎng)木板向下做勻速直線運(yùn)動(dòng)．
B．保持長(zhǎng)木板的傾角不變，取下細(xì)繩和鉤碼，接好紙帶，接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源，然后讓滑塊沿長(zhǎng)木板滑下，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下的紙帶如圖乙所示．
請(qǐng)回答下列問(wèn)題：（要求保留三位有效數(shù)字）
①圖乙中紙帶的哪端與滑塊相連F．選填A(yù)或F
②圖乙中相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有4個(gè)打印點(diǎn)未畫(huà)出，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接頻率為50Hz的交流電源，根據(jù)圖乙求出滑塊的加速度a=1.65m/s²．
③不計(jì)紙帶與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器間的阻力，滑塊的質(zhì)量M=2.97kg．（g取9.8m/s²）

Answer 1

分析 （1）滑塊拖動(dòng)紙帶下落的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，速度越來(lái)越快，所以相等時(shí)間內(nèi)運(yùn)動(dòng)的位移越來(lái)越大，進(jìn)而判斷哪端與滑塊相連．
（2）根根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論公式△x=aT²可以求出加速度的大�。�
（3）根據(jù)牛頓第二定律F=Ma即可求解質(zhì)量

解答 解：①因?yàn)榇螯c(diǎn)計(jì)時(shí)器每隔0.02s打一個(gè)點(diǎn)，兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有4個(gè)打點(diǎn)未畫(huà)出，所以兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)的時(shí)間間隔為T=0.1s，時(shí)間間隔是定值，滑塊拖動(dòng)紙帶下落的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，速度越來(lái)越快，所以相等時(shí)間內(nèi)運(yùn)動(dòng)的位移越來(lái)越大．所以圖乙中紙帶的F端與滑塊相連；
②根據(jù)△x=aT²利用逐差法，a=$\frac{{x}_{3}-{x}_{1}+{x}_{4}-{x}_{2}}{4{T}^{2}}=\frac{0.0625-0.0130+0.0790-0.0295}{0.04}$=1.65m/s²．
③由A步驟可知，取下細(xì)繩和鉤碼后，滑塊受到的合外力F=0.5×9.8=4.9N，根據(jù)牛頓第二定律得：M=$\frac{F}{a}=\frac{0.5×9.8}{1.65}=2.97$kg；
故答案為：①F；②1.65；③2.97

點(diǎn)評(píng) 探究加速度與質(zhì)量關(guān)系時(shí)，應(yīng)控制拉力不變而改變小車質(zhì)量，實(shí)驗(yàn)時(shí)要注意小車質(zhì)量應(yīng)遠(yuǎn)大于重物質(zhì)量．紙帶處理時(shí)能利用勻變速直線的規(guī)律以及推論解答實(shí)驗(yàn)問(wèn)題，在平時(shí)練習(xí)中要加強(qiáng)基礎(chǔ)知識(shí)的理解與應(yīng)用，提高解決問(wèn)題能力