問題詳情:
圖*為驗*牛頓第二定律的實驗裝置示意圖。圖中打點計時器的電源為50 Hz的交流電源,打點的時間間隔用Δt表示。在小車質量未知的情況下,某同學設計了一種方法用來探究“在外力一定的條件下,物體的加速度與其質量間的關係”。
(1)完成下列實驗步驟中的填空:
①平衡小車所受的阻力:小吊盤中不放物塊,調整木板右端的高度,用手輕撥小車,直到打點計時器打出一系列________的點。
②按住小車,在小吊盤中放入適當質量的物塊,在小車中放入砝碼。
③打開打點計時器電源,釋放小車,獲得帶有點列的紙帶,在紙帶上標出小車中砝碼的質量m。
④按住小車,改變小車中砝碼的質量,重複步驟③。
⑤在每條紙帶上清晰的部分,每5個間隔標註一個計數點。測量相鄰計數點的間距ss…。求出與不同m相對應的加速度a。
⑥以砝碼的質量m為橫座標, 為縱座標,在座標紙上作出 -m關係圖線。若加速度與小車和砝碼的總質量成反比,則 與m應成________關係(填“線*”或“非線*”)。
(2)完成下列填空:
①本實驗中,為了保*在改變小車中砝碼的質量時,小車所受的拉力近似不變,小吊盤和盤中物塊的質量之和應滿足的條件是________________________________________。
②設紙帶上三個相鄰計數點的間距為ss2和s3。a可用ss3和Δt表示為 a=________。圖乙為用米尺測量某一紙帶上的ss3的情況,由圖可讀出s1=________mm,s3=________ mm,由此求得加速度的大小a=________ m/s2。
③圖*為所得實驗圖線的示意圖。設圖中直線的斜率為k,在縱軸上的截距為b,若牛頓定律成立,則小車受到的拉力為____________,小車的質量為________。
【回答】
【名師解析】:(1)①平衡好小車所受的阻力,小車做勻速運動,打點計時器打出的點間隔基本相等。⑥根據牛頓第二定律可知,F=(M+m)a⇒=+, 與m為一次函數關係,是線*關係。
【參考*】:(1)等間距 線* (2)①遠小於小車和砝碼的總質量
② 24.2(23.9~24.5之間均正確) 47.3(47.0~47.6之間均正確) 1.16(1.13~1.19之間均正確)
③
知識點:牛頓第二定律
題型:實驗,探究題