Question

【題目】圖1為驗(yàn)證牛頓第二定律的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖．圖中打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所接的電源為的交流電源，打點(diǎn)的時(shí)間間隔用表示在小車(chē)質(zhì)量未知的情況下，某同學(xué)設(shè)計(jì)了一種方法用來(lái)研究“在外力一定的條件下，物體的加速度與其質(zhì)量間的關(guān)系”。

（1）完成下列實(shí)驗(yàn)步驟中的填空：

①平衡小車(chē)所受的阻力：不掛小吊盤(pán)，調(diào)整木板右端的高度，用手輕撥小車(chē)，直到打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出一系列問(wèn)隔均勻的點(diǎn)；

②按住小車(chē)，掛上小吊盤(pán)，在小吊盤(pán)中放入適當(dāng)質(zhì)量的物塊，在小車(chē)中放入砝碼；

③打開(kāi)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源，釋放小車(chē)，獲得帶有點(diǎn)跡的紙帶，在紙帶上標(biāo)出小車(chē)中砝碼的質(zhì)量；

④按住小車(chē)，改變小車(chē)中砝碼的質(zhì)量，重復(fù)步驟③；

⑤在每條紙帶上清晰的部分，每5個(gè)間隔標(biāo)注一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)．測(cè)量相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)的間距，…，求出與不同相對(duì)應(yīng)的加速度；

⑥以砝碼的質(zhì)量為橫坐標(biāo)，為縱坐標(biāo)，在坐標(biāo)紙上作出關(guān)系圖線(xiàn)．若加速度與小車(chē)和砝碼的總質(zhì)量成反比，則與應(yīng)成______（填“線(xiàn)性”或“非線(xiàn)性”）關(guān)系。

（2）完成下列填空：

①本實(shí)驗(yàn)中，為了保證在改變小車(chē)中砝碼的質(zhì)量時(shí)，小車(chē)所受的拉力近似不變，小吊盤(pán)和盤(pán)中物塊的質(zhì)量之和應(yīng)滿(mǎn)足的條件是_______________。

②設(shè)紙帶上三個(gè)相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)的間距為、和．可用、和表示為_____。圖2為用米尺測(cè)量某一紙帶上的、的情況，由圖可讀出，，由此求得加速度的大小____（保留三位有效數(shù)字）．

Answer 1

【答案】線(xiàn)性 遠(yuǎn)小于小車(chē)的質(zhì)量 1.15

【解析】

(1) ⑥[1]．若加速度與小車(chē)和砝碼的總質(zhì)量成反比，即，k是比例系數(shù)，所以

則與m應(yīng)成成線(xiàn)性關(guān)系．
(2)①[2]．為了保證在改變小車(chē)中砝碼的質(zhì)量時(shí)，小車(chē)所受的拉力近似不變，小吊盤(pán)和盤(pán)中物塊的質(zhì)量之和應(yīng)該遠(yuǎn)小于小車(chē)和砝碼的總質(zhì)量；
②[3][4]．由△x=at2得

s3-s1=2aT2

其中T=5t故

將s1=24.3mm，s3=47.2mm，t=0.02s帶入可得

a=1.15m/s