Question

【題目】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)實驗步驟如下：

①平衡小車所受的阻力：取下小吊盤，調(diào)整木板右端的高度，用手輕撥小車，直到打點計時器打出一系列間隔均勻的點。

②按住小車，掛上小吊盤并在小吊盤中放入適當(dāng)質(zhì)量的物塊，在小車中放入砝碼。

③打開打點計時器電源，釋放小車，獲得帶有點跡的紙帶，在紙帶上標出小車中砝碼的質(zhì)量m。

④按住小車，改變小車中砝碼的質(zhì)量，重復(fù)步驟③。

⑤在每條紙帶上清晰的部分，每5個間隔標注一個計數(shù)點。測量相鄰計數(shù)點的間距s1，s2，……。求出與不同m相對應(yīng)的加速度a。

⑥以砝碼的質(zhì)量m為橫坐標，為縱坐標，在坐標紙上做出關(guān)系圖線。

(2)完成下列填空：

①設(shè)紙帶上三個相鄰計數(shù)點的間距為s1、s2、s3，相鄰計時點時間間隔為△t。a可用s1、s3和△t表示為a＝___________。

②圖3為所得實驗圖線的示意圖。若牛頓定律成立，則小車受到的拉力為____N，小車的質(zhì)量為_____kg。

③本實驗中，若小吊盤和盤中物塊的質(zhì)量之和m0與小車和車中砝碼質(zhì)量(m＋M)之間關(guān)系滿足m＋M＝2m0，仍將小車受到的拉力當(dāng)成m0g，則加速度計算值為______，此加速度的相對誤差＝_________。

(相對誤差＝)

Answer 1

【答案】 1 4 50%

【解析】

(2)①[1]由勻變速直線運動的推論可知加速度為：

②[2][3]設(shè)小車質(zhì)量為，由牛頓第二定律得：

則有：

由圖3圖象可知：

則小車受到的拉力為：

③[4]本實驗中，若小吊盤和盤中物塊的質(zhì)量之和與小車和車中砝碼質(zhì)量之間關(guān)系滿足，仍將小車受到的拉力當(dāng)成，則加速度計算值為：

真實值為：

[5]此加速度的相對誤差為：

相對誤差