Question

【題目】為“驗證牛頓第二定律”，某同學設計了如下實驗方案：

A．實驗裝置如圖甲所示，一端系在滑塊上的輕質細繩通過轉軸光滑的輕質滑輪，另一端掛一質量為m＝0.5 kg的鉤碼。用墊塊將長木板附定滑輪的一端墊起，調整長木板的傾角，直至輕推滑塊后，滑塊沿長木板向下做勻速直線運動；

B．保持長木板的傾角不變，取下細繩和鉤碼，連接紙帶，接通打點計時器的電源，然后讓滑塊沿長木板滑下，打點計時器打下的紙帶如圖乙所示。

請回答下列問題：

（1）圖乙中紙帶的____端與滑塊相連（選填“左”或“右”）。

（2）圖乙中相鄰兩個計數點之間還有4個點未畫出，打點計時器接頻率為50 Hz的交流電源，根據圖乙求出滑塊的加速度a＝________ m／s2。

（3）不計紙帶與打點計時器間的阻力，滑塊的質量M＝________ kg（g取9.8 m／s2，結果保留3位有效數字）。

Answer 1

【答案】右端 1.65 2.97

【解析】

（1）滑塊拖動紙帶下落的運動過程中，速度越來越快，所以相等時間內運動的位移越來越大，進而判斷哪端與滑塊相連；

（2）根根據勻變速直線運動的推論公式△x=aT2可以求出加速度的大�。�

（3）根據牛頓第二定律F=Ma即可求解質量；

（1）因為打點計時器每隔0.02s打一個點，兩個計數點之間還有4個打點未畫出，所以兩個計數點的時間間隔為T=0.1s，時間間隔是定值，滑塊拖動紙帶下落的運動過程中，速度越來越快，所以相等時間內運動的位移越來越大．所以圖乙中紙帶的右端與滑塊相連；
（2）根據△x=aT2利用逐差法，有：．
（3）由A步驟可知，取下細繩和鉤碼后，滑塊受到的合外力為：F=0.5×9.8=4.9N，根據牛頓第二定律得：.