Question

【题目】图1为验证牛顿第二定律的实验装置示意图．图中打点计时器所接的电源为的交流电源，打点的时间间隔用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研究“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：不挂小吊盘，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问隔均匀的点；

②按住小车，挂上小吊盘，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，获得带有点迹的纸带，在纸带上标出小车中砝码的质量；

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，…，求出与不同相对应的加速度；

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

（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设纸带上三个相邻计数点的间距为、和．可用、和表示为_____。图2为用米尺测量某一纸带上的、的情况，由图可读出，，由此求得加速度的大小____（保留三位有效数字）．

Answer 1

【答案】线性 远小于小车的质量 1.15

【解析】

(1) ⑥[1]．若加速度与小车和砝码的总质量成反比，即，k是比例系数，所以

则与m应成成线性关系．
(2)①[2]．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该远小于小车和砝码的总质量；
②[3][4]．由△x=at2得

s3-s1=2aT2

其中T=5t故

将s1=24.3mm，s3=47.2mm，t=0.02s带入可得

a=1.15m/s