Question

【题目】用如图所示装置测量重锤的质量M，其主要实验步骤如下：

(1)在定滑轮两侧分别挂上重锤和n块质量均为m0的铁片，重锤下端贴一遮光片，铁架台上安装有光电门；

(2)调整重锤的高度，使其从适当的位置由静止开始下落，读出遮光片通过光电门的时间to；

(3)从定滑轮左侧依次取下1块铁片放到右侧重锤上，让重锤每次都从同一位置由静止开始下落，计时器记录的挡光时 间分别为tl、t2……。

根据上述实验回答下列问题：

①挡光时间为t时，重锤的加速度为a0；从左侧取下1块铁片置于右侧重锤上时，对应的挡光时间为tl，重锤的加速度为a1，则___________（结果用t0和t1表示）。

②设从左侧取下i块铁片置于右侧重锤上时，重锤下落的加速度为ai，根据实验数据，作出一i的图线是一条直线，若直线的斜率为k，则重锤的质量M=____。

Answer 1

【答案】

【解析】

当时间较短时，可以用平均速度代替瞬时速度，求出重锤到达光电门的速度，再根据匀加速直线运动位移速度公式联立方程求解；根据牛顿第二定律表示出的函数关系，根据斜率为k求解.

①设挡光条的宽度为d，则重锤到达光电门的速度v=，当挡光时间为t0时的速度，挡光时间为t1时的速度，重锤在竖直方向做匀加速直线运动，则有：，，联立可得：.

（2）根据牛顿第二定律得：，，解得：，作出的图线的斜率为k，则，解得：.