Question

【題目】某同學(xué)想測量未知滑塊的質(zhì)量m和圓弧軌道的半徑R。所用裝置如圖1所示，一個傾角為37°的固定斜面與豎直放置的光滑圓弧軌道相切，一個可以看做質(zhì)點的滑塊從斜面上某處由靜止滑下，滑塊上有一個寬度為d的遮光條，在圓弧軌道的最低點有一光電門和一壓力傳感器（沒有畫出），可以記錄擋光時間t和傳感器受到的壓力F，已知重力加速度為g。

(1)先用游標卡尺測量遮光條的寬度，如圖2所示，則遮光條寬度d=__________；

(2)實驗過程中從斜面的不同位置釋放滑塊，然后記錄對應(yīng)的遮光時間t和壓力傳感器的示數(shù)F，得到多組數(shù)據(jù)，該同學(xué)通過圖象法來處理數(shù)據(jù)，得到如圖3所示的圖象，但忘記標橫軸表示的物理量，請通過推理補充，橫軸表示的物理量為__________（用已知物理量符號表示）；

(3)已知圖3中圖線的斜率為k，縱截距為b，則可知滑塊的質(zhì)量m=__________；圓弧軌道的半徑R=__________。（用已知物理量符號表示）

Answer 1

【答案】5. 50mm

【解析】

(1)[1]根據(jù)游標卡尺的讀數(shù)規(guī)則可知讀數(shù)為

(2)[2]由題意可知

由牛頓第二定律有

由牛頓第三定律有

解得

所以橫軸表示。

(3)[3][4]由表達式可知

解得