Question

【題目】某同學(xué)利用如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置運(yùn)用牛頓第二定律測量滑塊的質(zhì)量M。

其主要步驟為：

（1）調(diào)整長木板傾角，當(dāng)鉤碼的質(zhì)量為m0時滑塊沿木板恰好向下做勻速運(yùn)動。

（2）保持木板傾角不變，撤去鉤碼m0，將滑塊移近打點(diǎn)計(jì)時器，然后釋放滑塊，滑塊沿木板向下做勻加速直線運(yùn)動，并打出點(diǎn)跡清晰的紙帶如圖乙所示（已知打點(diǎn)計(jì)時器每隔0．02s打下一個點(diǎn)）。

請回答下列問題：

①打點(diǎn)計(jì)時器在打下B點(diǎn)時滑塊的速度vB＝ m/s；

②滑塊做勻加速直線運(yùn)動的加速度a＝ m/s2；

③滑塊質(zhì)量M＝ （用字母a、m0、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m0）的鉤碼，滑塊沿木板向下勻加速運(yùn)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，作出的a-mg圖像如圖丙所示，則由圖丙可求得滑塊的質(zhì)量M＝ kg。（g取10m/s2，計(jì)算結(jié)果均保留3位有效數(shù)字）。

Answer 1

【答案】①；②， ③；（4）

【解析】試題分析：（2）由圖示紙帶可知，兩個相鄰兩個計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有1個點(diǎn)沒有畫出，所以相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時間間隔。

①根據(jù)勻變速直線運(yùn)動中時間中點(diǎn)的速度等于該過程中的平均速度，可以求出打紙帶上B點(diǎn)時小車的瞬時速度大�。�；

②根據(jù)勻變速直線運(yùn)動的推論公式可以知，加速度的大�。�

．

③滑塊做勻速運(yùn)動時受平衡力作用，由平衡條件得：，撤去時滑塊做勻加速直線運(yùn)動時，受到的合外力：，由牛頓第二定律得：，解得：。

（4）滑塊做勻速運(yùn)動時受平衡力作用，由平衡條件得：，掛上質(zhì)量為m的鉤碼時滑塊沿木板向下做勻加速直線運(yùn)動，受到的合外力為：，由牛頓第二定律得：，解得：，由圖丙所示圖象可知：，解得：。