Question

某同學(xué)設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)方案用來(lái)‘驗(yàn)證牛頓運(yùn)動(dòng)定律’：
（1）如圖甲所示，將木板有定滑輪的一端墊起，把滑塊通過(guò)細(xì)繩與帶夾的重錘相連，然后跨過(guò)定滑輪，重錘下夾一紙帶，穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器．調(diào)整木板傾角，直到輕推滑塊后，滑塊沿木板勻速運(yùn)動(dòng)．
（2）如圖乙所示，保持長(zhǎng)木板的傾角不變，將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器安裝在長(zhǎng)木板上靠近滑輪處，取下細(xì)繩和重錘，將滑塊與紙帶相連，使其穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，然后接通電源釋放滑塊，使之由靜止開(kāi)始加速運(yùn)動(dòng)．打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的交流電的頻率為50Hz，打出的紙帶如圖丙所示，A，B，C，D，E是紙帶上五個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)．

①圖乙中滑塊下滑的加速度為

3.9m/s²

．（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）
②若重錘質(zhì)量為m，滑塊質(zhì)量為M，重力加速度為g，則滑塊加速下滑受到的合力為

mg

．
③某同學(xué)在保持滑塊質(zhì)量不變的情況下，通過(guò)多次改變滑塊所受合力，由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出的a-F，圖象如圖丁所示，則滑塊的質(zhì)量為

2.0（1.8～2.2）

kg．（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）

Answer 1

分析：①利用逐差法△x=at²可以求出物體的加速度大��；
②當(dāng)取下細(xì)繩和鉤碼時(shí)，由于滑塊所受其它力不變，因此其合外力與撤掉鉤碼的重力等大反向；
③根據(jù)牛頓第二定律有mg=Ma，由此可解得滑塊的質(zhì)量．

解答：解：①利用逐差法△x=at²有：
s4-s2=2a1t2
s3-s1=2a2t2
t=2T
聯(lián)立各式代入數(shù)據(jù)解得：a=3.9m/s²．
②當(dāng)取下細(xì)繩和鉤碼時(shí)，由于滑塊所受其它力不變，因此其合外力與撤掉鉤碼的重力等大反向，即滑塊所受合外力等于鉤碼的重力大�。�
故答案為：mg．
③根據(jù)牛頓第二定律有：mg=Ma，由此可解得：mg=Ma，因此有：a=

mg

M

=

F

M

，因此圖象的斜率為K=

1

M

，結(jié)合圖象求出M=2.0kg．
故答案為：①a=3.9m/s²．②mg ③2.0（1.8～2.2）．

點(diǎn)評(píng)：明確實(shí)驗(yàn)原理是解答實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵，如本實(shí)驗(yàn)中要明確為何要帶著鉤碼讓滑塊勻速下滑．