题目内容
【题目】要测量两个质量不等的沙袋的质量,由于没有直接的测量工具,某实验小组选用下列器材:轻质定滑轮(质量和摩擦可忽略)、砝码一套(总质量m=0.2 kg)、细线、刻度尺、秒表。他们根据已学过的物理学知识,改变实验条件进行多次测量,选择合适的变量得到线性关系,作出图线并根据图线的斜率和截距求出沙袋的质量。请完成下列步骤:
(1)实验装置如图所示,设右边沙袋A的质量为m1,左边沙袋B的质量为m2。
(2)取出质量为m′的砝码放在右边沙袋中,剩余砝码都放在左边沙袋中,发现A下降,B上升。(左、右两侧砝码的总质量始终不变)
(3)用刻度尺测出A从静止下降的距离h,用秒表测出A下降h所用的时间t,则可知A的加速度大小a=________。
(4)改变m′,测量相应的加速度a,得到多组m′及a的数据,作出______(填“a-m′ ”或“a-”)图线。
(5)若求得图线的斜率k=4 m/ kg·s-2,截距b=4 m/s2。则沙袋的质量m1=________kg,m2 = ________kg。(取g=10 m/s2)
【答案】 (3) (4)a-m′ (5)3.5 1.3
【解析】(3)由运动学公式h=at2得a=,
(4)对系统整体由牛顿第二定律得
(m1+m′)g-(m2+m-m′)g=(m1+m2+m)a
解得
因a与m′为线性关系,故作出“a-m′”图线
(5)由上式可知k= b=
代入数值解得m1=3.5 kg m2=1.3 kg
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