Question

【題目】某同學(xué)欲運用牛頓第二定律測量滑塊的質(zhì)量M，其實驗裝置如圖甲所示，設(shè)計的實驗步驟為：

（1）調(diào)整長木板傾角，當(dāng)鉤碼的質(zhì)量為時滑塊恰好沿木板向下做勻速運動；

（2）保持木板傾角不變，撤去鉤碼，將滑塊移近打點計時器，然后釋放滑塊，滑塊沿木板向下做勻加速直線運動，并打出點跡清晰的紙帶如圖乙所示（打點計時器的工作頻率為50Hz）。請回答下列問題：

①滑塊做勻加速直線運動的加速度a=__________m/s2；（結(jié)果保留3位有效數(shù)字）

②滑塊質(zhì)量M=___________（用字母a、和當(dāng)?shù)刂亓�加速�?/span>g表示）。

（3）保持木板傾角不變，掛上質(zhì)量為m（均小于）的鉤碼，滑塊沿木板向下勻加速運動，測出滑塊的加速度；多次改變鉤碼的質(zhì)量，分別求出相應(yīng)的加速度。

（4）若繩的拉力與所掛鉤碼的重力大小相等，作出a—mg圖象如圖丙所示，則由圖丙可求得滑塊的質(zhì)量M=_________kg．（取g=10m/s2，結(jié)果保留3位有效數(shù)字）

Answer 1

【答案】

【解析】

（2）①[1]由圖可知，，，，，且相鄰兩點間的時間間隔為，因此根據(jù)逐差法可得

，

聯(lián)立求平均值可得

②[2]滑塊做勻速運動時受力平衡，根據(jù)平衡條件得

撤去時，滑塊做勻加速直線運動時，受到的合外力

有牛頓第二定律可得

解得

（4）[3]滑塊做勻速運動時受平衡力作用，由平衡條件得

掛上質(zhì)量為的鉤碼時滑塊沿木板向下做加速直線運動，受到的合外力為

有牛頓第二定律可得

解得

由圖像可知

解得