题目内容

【题目】某同学利用如图(甲)所示的实验装置运用牛顿第二定律测量滑块的质量M。其主要步

骤为:

(1)调整长木板倾角,当钩码的质量为m0时滑块沿木板恰好向下做匀速运动。

保持木板倾角不变,撤去钩码m0,将滑块移近打点计时器,然后释放滑块,滑块沿木板向下做匀加速直线运动,并打出点迹清晰的纸带如图(乙)所示(已知打点计时器每隔0.02s打下一个点)。请回答下列问题(计算结果保留3位有效数字):

①打点计时器在打下B点时滑块的速度υB =____m/s;

②滑块做匀加速直线运动的加速度a =____m/s2;

③滑块质量M =_____(用字母a、m0、当地重力加速度g表示)。

【答案】 1.38 3.88

【解析】由图示纸带可知,两个相邻两个计数点间还有1个点,计数点间的时间间隔t=2T=0.04s,

(1)根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度,可以求出打纸带上B点时小车的瞬时速度大小。

=1.38m/s

(2)根据匀变速直线运动的推论公式△x=at2可以知,加速度的大小:

=3.88 m/s2

(3)滑块做匀速运动时受力平衡作用,由平衡条件得:m0g=Mgsinθf,撤去m0时滑块做匀加速直线运动时,受到的合外力:F合=Mgsinθf,由牛顿第二定律得:F合=Ma,解得: .

故答案为:(1)1.38;(2)3.88;(3) .

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