题目内容
【题目】如图为验证牛顿第二定律的实验装置示意图。图中打点计时器的电源为50Hz的交流电源，打点的时间间隔用
表示。在小车质量未知的情况下，某同学设计了一种方法用来研究“在外力一定的条件下，物体的加速度与其质量间的关系”。
(1)完成下列实验步骤中的填空：
①平衡小车所受的阻力，小吊盘中不放物块，调整木板右端的高度，用手轻拨小车，直到打点计时器打出一系列_______的点。
②按住小车，在小吊盘中放入适当质量的物块，在小车中放入砝码。
③打开电源，释放小车，获得带有点列的纸带，在纸带上标出小车中砝码的总质量m。
④按住小车，改变小车中砝码的质量，重复步骤③。
⑤在标有m的纸带上清晰的部分，每5个间隔标注一个计数点。测量相邻计数点的间距，求出与不同m相对应的加速度的大小a。
⑥以砝码的质量m为横坐标，
为纵坐标，在坐标纸上画出
关系图线。若a与小车和砝码的总质量成反比，则与m应成________（选填“线性”或“非线性”）关系。
(2)完成下列填空：
（i）本实验中，为了保证在改变小车中砝码的质量时，小车所受的拉力近似不变，小吊盘和盘中物块的质量之和应满足的条件是___________。
（ⅱ）设纸带上四个相邻计数点的间距为
、
和
。用、和（计时器打点的时间间隔）表示加速度，则加速度的大小
_____。如下图为用米尺测量某一纸带上的、的情况，由图可读出
_____mm，
______mm。由此求得加速度的大小______
。
（ⅲ）如下图为所得实验图线的示意图。设图中直线的斜率为k，在纵轴上的截距为b，若牛顿第二定律成立，则小车受到的拉力为_____，小车的质量为______。
【答案】间隔均匀 线性 远小于小车的质量 
24.2 47.2 1.15 
【解析】
(1)①[1]平衡好小车所受的阻力，小车做匀速运动，打点计时器打出的点间隔基本相等。
⑥[2]设小车质量为M，由题意可知
所以
与m为一次函数关系，是线性关系。
(2)（i）[3]为保证小车所受拉力近似不变，应满足小吊盘和盘中物块的质量之和远小于小车的质量。
（ii）[4]由
可知
[5][6]由题图2可读出
，
[7]代入
得
（iii）[8]由牛顿第二定律可得
结合实验图线的示意图可知
解得
[9]由
得
