Question

1．如圖1為驗證牛頓第二定律的實驗裝置示意圖．圖中打點計時器的電源為50Hz的交流電源，打點的時間間隔用△t表示．在小車質(zhì)量未知的情況下，某同學(xué)設(shè)計了一種方法用來探究“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）本實驗中，為了保證在改變小車中砝碼的質(zhì)量時，小車所受的拉力近似不變，小吊盤和盤中物塊的質(zhì)量之和應(yīng)滿足的條件是遠小于小車和砝碼的總質(zhì)量．
（2）圖2是實驗所得紙帶，設(shè)紙帶上三個相鄰計數(shù)點的間距為s₁、s₂和s₃．a(chǎn)可用s₁、s₃和△t表示為a=$\frac{{s}_{3}-{s}_{1}}{50（△t）^{2}}$．
圖為用米尺測量某一紙帶上的s₁、s₃的情況，由圖可讀出s₁=24.0mm，s₃=47.0mm，由此求得加速度的大小a=1.15m/s²（保留三位有效數(shù)字）．

Answer 1

分析 （1）當(dāng)根據(jù)盤及盤中物塊的質(zhì)量遠小于小車總質(zhì)量時可以近似認(rèn)為小車受到的拉力等于盤及盤中重物的重力，實驗注意事項分析答題；
（2）由圖示刻度尺讀出其示數(shù)；應(yīng)用勻變速運動的推論求出加速度．

解答 解：（1）探究牛頓第二定律實驗時，當(dāng)小吊盤和盤中物塊的質(zhì)量之和遠小于小車和車中砝碼的總質(zhì)量時，可以近似認(rèn)為小車受到的拉力等于小吊盤和盤中物塊受到的重力，認(rèn)為小車受到的拉力不變．
（2）由圖示紙帶可知，計數(shù)點間的時間間隔：t=5△t，由勻變速直線運動的推論：△x=at²可知加速度為：a=$\frac{{s}_{3}-{s}_{1}}{2{t}^{2}}$=$\frac{{s}_{3}-{s}_{1}}{50（△t）^{2}}$；
由圖示刻度尺可知：s₁=3.65-1.25=2.40cm=0.0240m=24.0mm，s₃=12.0-7.30=4.70cm=0.0470m=47.0mm，
由圖示紙帶可知：△t=0.02×5=0.1s，加速度為：a=$\frac{{s}_{3}-{s}_{1}}{2{t}^{2}}$=$\frac{0.0470-0.0240}{2×0．{1}^{2}}$=1.15m/s²；
故答案為：（1）遠小于小車和砝碼的總質(zhì)量；（2）$\frac{{s}_{3}-{s}_{1}}{50（△t）^{2}}$；24.0；47.0；1.15．

點評 本題考查了實驗注意事項、刻度尺讀數(shù)、求加速度，知道實驗注意事項、實驗原理、應(yīng)用勻變速直線運動的推論即可正確解題．對刻度尺讀數(shù)時要注意刻度尺的分度值，要注意估讀一位．