Question

【題目】在沒有天平的情況下，實驗小組利用以下方法對質量進行間接測量，裝置如圖甲所示：一根輕繩跨過輕質定滑輪與兩個相同的重物P、Q相連，重物P、Q的質量均為m(已知)，在重物Q的下面通過輕質掛鉤懸掛待測物塊Z，重物P的下端與穿過打點計時器的紙帶相連，已知當地重力加速度為g。

（1）某次實驗中，先接通頻率為50Hz的交流電源，再由靜止釋放系統，得到如圖乙所示的紙帶，則系統運動的加速度a=________(保留三位有效數字)；

（2）在忽略阻力的情況下，物塊Z質量M的表達式為M=_______(用字母m、a、g表示)；

（3）由(2)中理論關系測得的質量為M，而實際情況下，空氣阻力，紙帶與打點計時器問的摩擦，定滑輪中的滾動摩擦不可以忽略，使物塊Z的實際質量與理論值M有一定差異，這是一種_________（填“偶然誤差”或”系統誤差”）。

Answer 1

【答案】 （1）8.00 （2） （3）系統誤差

【解析】(1)根據，系統運動的加速度；

(2).根據牛頓第二定律，對Q和Z物體有，對P物體有，聯立解得；

(3).由，解得，實際質量總大于理論值，這是一種系統誤差。