Question

【題目】圖甲為驗(yàn)證牛頓第二定律的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖.圖中打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源為50Hz的交流電源,打點(diǎn)的時(shí)間間隔用表示.在小車(chē)質(zhì)量未知的情況下,某同學(xué)設(shè)計(jì)了一種方法用來(lái)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(shí)驗(yàn)步驟中的填空:

①平衡小車(chē)所受的阻力:小吊盤(pán)中不放物塊,調(diào)整木板右端的高度,用手輕撥小車(chē),直到打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出一系列_______的點(diǎn).

②按住小車(chē),在小吊盤(pán)中放入適當(dāng)質(zhì)量的物塊,在小車(chē)中放入砝碼.

③打開(kāi)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源,釋放小車(chē),獲得一條有一系列點(diǎn)的紙帶,在紙帶上標(biāo)出小車(chē)中砝碼的質(zhì)量m.

④按住小車(chē),改變小車(chē)中砝碼的質(zhì)量,重復(fù)步驟③.

⑤在每條紙帶上清晰的部分,每5個(gè)間隔標(biāo)注一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)。測(cè)量相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)的間距.求出與不同m.相對(duì)應(yīng)的加速度.

⑥以砝碼的質(zhì)量m.為橫坐標(biāo),為縱坐標(biāo),在坐標(biāo)紙上做出關(guān)系圖線.若加速度與小車(chē)和砝碼的總質(zhì)量成反比,則與m處應(yīng)成________關(guān)系(填“線性”或“非線性”).

(2).完成下列填空:

①本實(shí)驗(yàn)中,為了保證在改變小車(chē)中砝碼的質(zhì)量時(shí),小車(chē)所受的拉力近似不變,小吊盤(pán)和盤(pán)中物塊的質(zhì)量之和應(yīng)滿足的條件是_____.

②設(shè)紙帶上三個(gè)相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)的間距為和.可用、和表示為a= _____.

圖乙為用米尺測(cè)量某一紙帶上的、的情況,由圖可讀出=_____mm,=_____mm.由此求得加速度的大小a=_____.

③圖丙為所得實(shí)驗(yàn)圖線的示意圖.設(shè)圖中直線的斜率為k,在縱軸上的截距為b,若牛頓定律成立,則小車(chē)受到的拉力為_____,小車(chē)的質(zhì)量為_____.

Answer 1

【答案】 間隔均勻 線性 遠(yuǎn)小于小車(chē)的質(zhì)量 23.9—24.5 47.0—47.6 1.13—1.19

【解析】（1）①在平衡摩擦力時(shí)，應(yīng)小吊盤(pán)中不放物塊，調(diào)整木板右端的高度，用手輕撥小車(chē)，直到打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出一系列間隔均勻的點(diǎn)，則此時(shí)說(shuō)明小車(chē)做勻速運(yùn)動(dòng)；⑥由牛頓第二定律：F=ma可知：，在F一定時(shí)與m成線性關(guān)系；（2）①探究牛頓第二定律實(shí)驗(yàn)時(shí)，當(dāng)小吊盤(pán)和盤(pán)中物塊的質(zhì)量之和遠(yuǎn)小于小車(chē)和車(chē)中砝碼的總質(zhì)量時(shí)，可以近似認(rèn)為小車(chē)受到的拉力等于小吊盤(pán)和盤(pán)中物塊受到的重力，認(rèn)為小車(chē)受到的拉力不變．②兩個(gè)相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有4個(gè)點(diǎn)，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的打點(diǎn)時(shí)間間隔為，計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔：，由勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論：，解得加速度：，根據(jù)乙圖可知，，，代入解得：，③設(shè)小車(chē)質(zhì)量為M，由牛頓第二定律得：，變形得：，由圖示圖象可知：斜率，則拉力；縱軸上的截距為，則.