Question

圖1為驗(yàn)證牛頓第二定律的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖.圖中打點(diǎn)計時器的電源為50Hz的交流電源，打點(diǎn)的時間間隔用Δt表示.在小車質(zhì)量M未知的情況下，某同學(xué)設(shè)計了一種方法用來研究“在外力一定的條件下，物體的加速度與其質(zhì)量間的關(guān)系”.

（1）完成下列實(shí)驗(yàn)步驟中的填空：

①平衡小車所受的阻力：撤去砂和砂桶，調(diào)整木板右端的高度，用手輕撥小車，直到打點(diǎn)計時器打出一系列      的點(diǎn).

②按住小車，在左端掛上適當(dāng)質(zhì)量的砂和砂桶，在小車中放入砝碼.

③打開打點(diǎn)計時器電源,釋放小車,獲得帶有點(diǎn)跡的紙帶,在紙帶上標(biāo)出小車中砝碼的質(zhì)量m.

④按住小車，改變小車中砝碼的質(zhì)量，重復(fù)步驟③.

⑤在每條紙帶上清晰的部分，每5個間隔標(biāo)注一個計數(shù)點(diǎn).測量相鄰計數(shù)點(diǎn)的間距s₁，s₂，….求出與不同m相對應(yīng)的加速度a.

⑥以砝碼的質(zhì)量m為橫坐標(biāo)，為縱坐標(biāo)，在坐標(biāo)紙上做出-m關(guān)系圖線.若加速度與小車和砝碼的總質(zhì)量成反比，則與m應(yīng)成      關(guān)系（填“線性”或“非線性”）.

（2）完成下列填空：

①本實(shí)驗(yàn)中，為了保證在改變小車中砝碼的質(zhì)量時，小車所受的拉力近似不變，懸掛砂和砂桶的總質(zhì)量應(yīng)滿足的條件是      .

②如圖2所示是該同學(xué)在某次實(shí)驗(yàn)中利用打點(diǎn)計時器打出的一條紙帶，A、B、C、D是該同學(xué)在紙帶上選取的連續(xù)四個計數(shù)點(diǎn).該同學(xué)用刻度尺測出AC間的距離為S_Ⅰ，測出BD間的距離為S_Ⅱ.a可用S_Ⅰ、S_Ⅱ和Δt（打點(diǎn)的時間間隔）表示為a=      .

  

③圖3為所得實(shí)驗(yàn)圖線的示意圖.設(shè)圖中直線的斜率為k，在縱軸上的截距為b，若牛頓定律成立，則小車受到的拉力為      ，小車的質(zhì)量為      .

 

Answer 1

【答案】

 (1) ①等間距 ⑥線性（2）①遠(yuǎn)小于小車和砝碼的總質(zhì)量；②③；

【解析】

試題分析：（1）①平衡小車所受的阻力：撤去砂和砂桶，調(diào)整木板右端的高度，用手輕撥小車，直到打點(diǎn)計時器打出一系列等間距的點(diǎn)；⑥以砝碼的質(zhì)量m為橫坐標(biāo)，為縱坐標(biāo)，在坐標(biāo)紙上做出-m關(guān)系圖線.若加速度與小車和砝碼的總質(zhì)量成反比，則與m應(yīng)成   線性關(guān)系；（2）①本實(shí)驗(yàn)中，為了保證在改變小車中砝碼的質(zhì)量時，小車所受的拉力近似不變，懸掛砂和砂桶的總質(zhì)量應(yīng)滿足的條件是遠(yuǎn)小于小車和砝碼的總質(zhì)量；②根據(jù)，則，所以③根據(jù)牛頓定律,變形可得：,所以,解得：，。

考點(diǎn)：驗(yàn)證牛頓第二定律。