Question

【题目】某同学设计了如下实验方案用来‘验证牛顿运动定律’：

（1）如图甲所示，将木板有定滑轮的一端垫起，把滑块通过细绳与带夹的重锤相连，然后跨过定滑轮，重锤下夹一纸带，穿过打点计时器．调整木板倾角，直到轻推滑块后，滑块沿木板匀速运动．

（2）如图乙所示，保持长木板的倾角不变，将打点计时器安装在长木板上靠近滑轮处，取下细绳和重锤，将滑块与纸带相连，使其穿过打点计时器，然后接通电源释放滑块，使之由静止开始加速运动．打点计时器使用的交流电的频率为50Hz，打出的纸带如图丙所示，A，B，C，D，E是纸带上五个计数点．

①图乙中滑块下滑的加速度为 ．（结果保留两位有效数字）

②若重锤质量为m，滑块质量为M，重力加速度为g，则滑块加速下滑受到的合力为 ．

③某同学在保持滑块质量不变的情况下，通过多次改变滑块所受合力，由实验数据作出的a﹣F，图象如图丁所示，则滑块的质量为 kg．（结果保留两位有效数字）

Answer 1

【答案】①a=3.9m/s2．②mg ③2.0（1.8～2.2）．

【解析】试题分析：①利用逐差法△x=at2可以求出物体的加速度大小；

②当取下细绳和钩码时，由于滑块所受其它力不变，因此其合外力与撤掉钩码的重力等大反向；

③根据牛顿第二定律有mg=Ma，由此可解得滑块的质量．

解：①利用逐差法△x=at2有：

t=2T

联立各式代入数据解得：a=3.9m/s2．

②当取下细绳和钩码时，由于滑块所受其它力不变，因此其合外力与撤掉钩码的重力等大反向，即滑块所受合外力等于钩码的重力大小．

故答案为：mg．

③根据牛顿第二定律有：mg=Ma，由此可解得：mg=Ma，因此有：，因此图象的斜率为，结合图象求出M=2.0kg．

故答案为：①a=3.9m/s2．②mg ③2.0（1.8～2.2）．