图1为验证牛顿第二定律的实验装置示意图.图中打点计时器的电源为50Hz的交流电源,打点的时间间隔用△t表示.在小车质量M

图1为验证牛顿第二定律的实验装置示意图.图中打点计时器的电源为50Hz的交流电源,打点的时间间隔用△t表示.在小车质量M未知的情况下,某同学设计了一种方法用来研究“在外力一定的条件下,物体的加速度与其质量间的关系”.
(1)完成下列实验步骤中的填空:

①平衡小车所受的阻力:撤去砂和砂桶,调整木板右端的高度,用手轻拨小车,直到打点计时器打出一系列______的点.
②按住小车,在左端挂上适当质量的砂和砂桶,在小车中放入砝码.
③打开打点计时器电源,释放小车,获得带有点迹的纸带,在纸带上标出小车中砝码的质量m.
④按住小车,改变小车中砝码的质量,重复步骤③.
⑤在每条纸带上清晰的部分,每5个间隔标注一个计数点.测量相邻计数点的间距s1,s2,….求出与不同m相对应的加速度a.
⑥以砝码的质量m为横坐标,[1/a]为纵坐标,在坐标纸上做出[1/a]-m关系图线.若加速度与小车和砝码的总质量成反比,则[1/a]与m应成______关系(填“线性”或“非线性”).
(2)完成下列填空:
①本实验中,为了保证在改变小车中砝码的质量时,小车所受的拉力近似不变,悬挂砂和砂桶的总质量应满足的条件是______.
②如图2所示是该同学在某次实验中利用打点计时器打出的一条纸带,A、B、C、D是该同学在纸带上选取的连续四个计数点.该同学用刻度尺测出AC间的距离为S,测出BD间的距离为S.a可用S、S和△t(打点的时间间隔)表示为a=
S−S
2(△t)2
S−S
2(△t)2

③图3为所得实验图线的示意图.设图中直线的斜率为k,在纵轴上的截距为b,若牛顿定律成立,则小车受到的拉力为
[1/k]
[1/k]
,小车的质量为
[b/k]
[b/k]
88037507 1年前 已收到1个回答 举报

kaixue 春芽

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解题思路:为了保证在改变小车中砝码的质量时,小车所受的拉力近似不变,小吊盘和盘中物块的质量之和应该远小于小车和砝码的总质量
由匀变速直线运动的推论得:△x=aT2可求出加速度.
若加速度与小车和砝码的总质量成反比,即a=[k/m],所以[1/a]=[1/k]•m,则[1/a]与m应成成线性关系.
设小车质量为M,则由牛顿第二定律写出[1/a]与小车上砝码质量m+M的表达式,然后结合斜率与截距概念求解即可.

(1)①平衡摩擦力的标准为小车可以匀速运动,打点计时器打出的纸带点迹间隔均匀,故答案为:间隔均匀⑥若加速度与小车和砝码的总质量成反比,即a=km,k是比例系数所以1a=1k•m,则1a与m应成成线性关系.(2)①为了...

点评:
本题考点: 验证牛顿第二运动定律.

考点点评: 实验问题要掌握实验原理、注意事项和误差来源;遇到涉及图象的问题时,要先根据物理规律写出关于纵轴与横轴的函数表达式,再根据斜率和截距的概念求解即可.

1年前

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