如图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．在小车质量未知的情况下，某同学设计了

如图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．在小车质量未知的情况下，某同学设计了一种方法用来探究“在外力一定的条件下，物体的加速度与其质量间的关系”．

实验步骤：
①平衡小车所受的阻力
②按住小车，在小吊盘中放入适当质量的物块，在小车中放入砝码；
③打开打点计时器电源，释放小车，获得带有点列的纸带，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，在坐标纸上作出[1/a]-m关系图线．
（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，小吊盘和盘中物块的质量之和应满足的条件是______．
（2）设纸带上三个相邻计数点的间距为s₁、s₂和s₃，由图2可读出s₁=______cm，a可用s₁、s₃和打点的时间间隔△t表示，a的表达式为

s3−s1

2(△t)2

s3−s1

2(△t)2

．
（3）所得实验图线如图3．设图3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]

，小车的质量为

[b/k]

．

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lgp2005 幼苗

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解题思路：（1）根据实验注意事项分析答题；
（2）由图示刻度尺读出其示数；应用匀变速运动的推论求出加速度；
（3）由牛顿第二定律求出图象的函数表达式，然后根据图示图象分析答题．

（1）探究牛顿第二定律实验时，当小吊盘和盘中物块的质量之和远小于小车和车中砝码的总质量时，可以近似认为小车受到的拉力等于小吊盘和盘中物块受到的重力，认为小车受到的拉力不变．
（2）由图示刻度尺可知，s₁=3.70-1.25=2.45cm；由匀变速直线运动的推论：△x=at²可知，加速度：a=
s3−s1
2(△t)2；
（3）由牛顿第二定律得：F=ma，则[1/a]=[1/F]m，由图示图象可知：k=[1/F]，则拉力：F=[1/k]，b=[1/F]m，则：m=[b/k]；
故答案为：（1）小吊盘和盘中物块的质量之和远小于小车和车中砝码的总质量；（2）2.45；
s3−s1
2(△t)2；（3）[1/k]；[b/k]．

点评：
本题考点：验证牛顿第二运动定律．

考点点评：本题考查了实验注意事项、刻度尺读数、求加速度、求拉力与小车质量问题，知道实验注意事项、实验原理、应用匀变速直线运动的推论、牛顿第二定律即可正确解题．

1年前

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