Question

【题目】为了“验证牛顿第二定律”，某实验小组设计了如图1所示的实验装置。

（1）实验过程有以下操作：

a．安装好实验器材，将打点计时器接到频率为50Hz的交流电源上，接通电源后，让拖着纸带的小车沿长木板运动，重复几次。

b．选出一条点迹清晰的纸带，选取部分计数点如图2所示（每相邻两个计数点间还有4个点，图中未画出）。

c．测得OA=3.59cm；AB=4.41cm；BC=5.19cm；CD=5.97cm；DE=6.78cm；EF=7.64cm。

d．计算出小车的加速度a= _________m/s2；打下B点时，小车的速度vB=_________m/s。（结果均保留2位小数）

（2）若保持小车及车中的砝码质量一定，研究加速度a与所受外力F的关系，在木板水平和倾斜两种情况下分别做了实验，得到了两条a-F图线，如图3所示。图线_____（选填“甲”或“乙”）是在木板倾斜情况下得到的；小车及车中的砝码总质量m=_____kg。

Answer 1

【答案】0.80 0.48 甲 0.5

【解析】

(1)[1]由题意可知s1=3.59cm，s2=4.41cm，s3=5.19cm，s4=5.97cm，s5=6.78cm，s6=7.60cm。每五个点取一个计数点，故T=0.1s。根据△x=aT2可知：可得加速度为：

[2]根据平均速度等于中间时刻的瞬时速度可得：

(3)[3]由图象可知，当F=0时，a≠0．也就是说当绳子上没有拉力时小车就有加速度，该同学实验操作中平衡摩擦力过大，即倾角过大，平衡摩擦力时木板的右端垫得过高。所以图线甲是在轨道右侧抬高成为斜面情况下得到的。

[4]由牛顿第二定律得：，由图乙所示图象可知，图象斜率：，可得质量：

kg