[题目]图甲为验证牛顿第二定律的实验装置示意图.图中打点计时器的电源为50 Hz的交流电源.打点的时间间隔用Δt表示.在小车质量未知的情况下.某同学设计了一种方法用来探究“在外力一定的条件下.物体的加速度与其质量间的关系 . (1)完成下列实验步骤中的填空:①平衡小车所受的阻力:小吊盘中不放物块.调整木板右端的高度.用手轻拨小车.直到打点� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

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【题目】图甲为验证牛顿第二定律的实验装置示意图。图中打点计时器的电源为50 Hz的交流电源，打点的时间间隔用Δt表示。在小车质量未知的情况下，某同学设计了一种方法用来探究“在外力一定的条件下，物体的加速度与其质量间的关系”。

(1)完成下列实验步骤中的填空：

①平衡小车所受的阻力：小吊盘中不放物块，调整木板右端的高度，用手轻拨小车，直到打点计时器打出一系列________________的点。

②按住小车，在小吊盘中放入适当质量的物块，在小车中放入砝码。

③打开打点计时器电源，释放小车，获得带有点列的纸带，在纸带上标出小车中砝码的质量m。

④按住小车，改变小车中砝码的质量，重复步骤③。

⑤在每条纸带上清晰的部分，每5个间隔标注一个计数点。测量相邻计数点的间距s1、s2、…。求出与不同m相对应的加速度a。

⑥以砝码的质量m为横坐标，为纵坐标，在坐标纸上作出－m关系图线。若加速度与小车和砝码的总质量成反比，则与m应成________关系(填“线性”或“非线性”)。

(2)完成下列填空：①本实验中，为了保证在改变小车中砝码的质量时，小车所受的拉力近似不变，小吊盘和盘中物块的质量之和应满足的条件是_______________________。

②图乙为用米尺测量某一纸带上的s1、s3的情况由此求得加速度的大小a＝_______ m/s2 (保留三位有效数字)。

③图丙为所得实验图线的示意图。设图中直线的斜率为k，在纵轴上的截距为b，若牛顿定律成立，则小车受到的拉力为____________，小车的质量为________。

【答案】等间距线性远小于小车和砝码的总质量 1.16(1.13～1.19之间均正确)

【解析】

(1)[1]在平衡摩擦力时，应小吊盘中不放物块，调整木板右端的高度，用手轻拨小车，直到打点计时器打出一系列等间距的点，则此时说明小车做匀速运动；

[2]由牛顿第二定律：F=ma可知：

在F一定时，与m成正比，与m成线性关系.

(2)[3]探究牛顿第二定律实验时，当小吊盘和盘中物块的质量之和远小于小车和车中砝码的总质量时，可以近似认为小车受到的拉力等于小吊盘和盘中物块受到的重力，认为小车受到的拉力不变．

[4]两个相邻计数点之间还有4个点，打点计时器的打点时间间隔为0.02s，计数点间的时间间隔：t=0.1s,由匀变速直线运动的推论：

△x=at2

可知加速度：

[5][6]设小车质量为M，小车受到外力为F，由牛顿第二定律有：

所以

则图象的斜率为，故

纵截距为

则

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