Question

【题目】某物理课外小组利用图甲中的装置探究物体加速度与其所受外力之间的关系。图中，利用铁架台固定一轻质滑轮，通过跨过滑轮的轻质细绳悬吊相同的两个物块A、B，质量均为M，物块A侧面粘贴小遮光片，其宽度为d、质量忽略不计。在物块A、B下各挂5个相同的小钩码，质量均为m＝0.010kg。光电门C、D通过连杆固定于铁架台上，并处于同一竖直线上，且光电门C、D之间的距离为h。两光电门与数字计时器相连（图中未画出）可记录遮光片通过光电门的时间。整个装置现处于静止状态，取当地的重力加速度g＝9.8m/s2．实验步骤如下：

（1）将n（依次取n＝1，2，3，4，5）个钩码从物块B的下端摘下并挂在物块A下端的钩码下面。释放物块，用计时器记录遮光片通过光电门C、D的时间t1、t2．由匀变速运动规律可得到物块A下落过程的加速度a＝_____（用“h、d、t1、t2”表示）

（2）该小组同学测量的数据见下表。他们将表格中的数据转变为坐标点画在图乙的坐标系中，并作出a﹣n图象。从图象可以得出：当物体质量一定时，物体的加速度与其所受的外力成_____（“正比”或“反比“）。

N	a/s﹣2
1	0.20
2	0.41
3	0.59
4	0.79
5	1.00

（3）该小组同学利用a﹣n图象，进一步求得物块A（或B）的质量M为_____kg（保留2位有效数字）。

（4）若实验过程中摩擦阻力的影响明显（可看成定值），用上述方法得到的物块质量M的测量值_____物块质量的直实值（填“大于”，“小于”或“等于”）

Answer 1

【答案】； 正比； 0.44； 不变

【解析】

(1)物块A通过光电门C、D时的速度：，从C到D过程，由匀变速直线运动的速度位移公式得：，加速度：；

(2)以A、B两物体和10个小钩码组成的系统为研究对象，

由牛顿第二定律得：2nmg＝（10m+2M）a，由图示图象可知，物体的加速度与其所受的外力成正比。

(3)由牛顿第二定律得：，由图示a﹣n图象可知，图象的斜率：

，解得：M＝0.44kg；

(4)若有阻力f，由牛顿第二定律得：2nmg﹣f＝（10m+2M）a，加速度：，图象的斜率不受阻力f的影响，所以对物块质量M的测量值不变。