Question

【題目】某物理小組的同學設計了一個粗測玩具小車通過凹形橋最低點時的速度的實驗。所用器材有：玩具小車、壓力式托盤秤、凹形橋模擬器（圓弧部分的半徑為R＝0．20 m）。

完成下列填空：

（1）將凹形橋模擬器靜置于托盤秤上，如圖（a）所示，托盤秤的示數為1．00 kg；

（2）將玩具小車靜置于凹形橋模擬器最低點時，托盤秤的示數如圖（b）所示，該示數為________kg；

（3）將小車從凹形橋模擬器某一位置釋放，小車經過最低點后滑向另一側。此過程中托盤秤的最大示數為m；多次從同一位置釋放小車，記錄各次的m值如下表所示：

序號	1	2	3	4	5
m（kg）	1．80	1．75	1．85	1．75	1．90

（4）根據以上數據，可求出小車經過凹形橋最低點時對橋的壓力為________N；小車通過最低點時的速度大小為________m/s。（重力加速度大小取9．80 m/s2，計算結果保留兩位有效數字）

Answer 1

【答案】（2）1．40 （4）7．9 1．4

【解析】

試題分析：由于托盤秤的最小刻度為0．1 kg，測量讀數要估讀到0．01 kg，所以由圖示刻度可讀出玩具小車靜置于凹形橋的最低點時托盤秤的示數為1．40 kg。求出5次實驗記錄的m值的平均值，得m＝1．81 kg，減去凹形橋模擬器的質量1．00 kg，可得玩具小車對凹形橋的壓力為（1．81－1．00）×9．80 N＝7．9 N。由牛頓第三定律，在最低點，凹形橋對玩具小車的支持力F＝7．9 N。根據題述，可知玩具小車質量m′＝1．40 kg－1．00 kg＝0．40 kg，在最低點，由牛頓第二定律，F－m′g＝m′，即7．9－0．40×9．80＝0．40×，解得v＝1．4 m/s。