Question

【題目】某同學利用圖1所示的裝置探究“外力一定時，加速度與質(zhì)量的關(guān)系”。圖中打點計時器的電源為50Hz的交流電源，小車的質(zhì)量未知。

（1）實驗之前要平衡 小車所受的阻力，具體的步驟是，吊盤中不放物塊，調(diào)整木板右端的高度，用手輕撥小車，直到打點計時器打出一系列________________的點。

（2）按住小車，在吊盤中放入適當質(zhì)量的物塊，并在小車中放入質(zhì)量已知的砝碼，為了保證在改變小車中砝碼的質(zhì)量時，小車所受的拉鏈近似不變，吊盤和盤中物塊的質(zhì)量和應滿足的條件是_______。

（3）打開打點計時器電源，釋放小車，得到如圖2所示的紙帶，圖示為五個連續(xù)點之間的距離（單位：cm），則小車的加速度a=_________m/s2.（結(jié)果保留兩位小數(shù)）

（4）改變小車中的砝碼質(zhì)量多次試驗，得到不同的紙帶，記錄砝碼的質(zhì)量m，并根據(jù)紙帶求出不同的m對應的加速度a，以m為橫坐標， 為縱坐標，做出關(guān)系圖線如圖3所示，設圖中直線的斜率為k，縱軸上的截距為b，若牛頓第二定律成立，則小車的質(zhì)量為______________。

Answer 1

【答案】 間隔均勻 遠小于小車的質(zhì)量 3.25

【解析】(1)平衡摩擦力后，用手輕撥小車，小車應做勻速直線運動，打點計時器打出一系列間隔均勻的點。

(2)設小車質(zhì)量為M，車上砝碼質(zhì)量為m, 吊盤和盤中物塊的質(zhì)量和為m2，小車所受拉力為F，對小車和砝碼受力分析，由牛頓第二定律可得；對吊盤和盤中物塊受力分析，由牛頓第二定律可得；解得： ，化簡得： ，當時，改變車上砝碼質(zhì)量m，小車所受拉力近似不變。故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，吊盤和盤中物塊的質(zhì)量和應滿足的條件是遠小于小車的質(zhì)量。

(3) 圖示為五個連續(xù)點，小車的加速度

(4)認為拉力不變，則，化簡得： 。圖中直線的斜率為k，縱軸上的截距為b，則， ，解得： 。