Question

【題目】某同學設計了如下實驗來測量物體的質量，如圖所示，利用鐵架臺固定一輕質滑輪，通過跨過滑輪的輕質細繩懸吊兩個相同的物塊A、B，物塊A側面粘貼小遮光片（質量忽略不計）。在物塊A、B下各掛4個相同的小鉤碼，每個小鉤碼的質量均為10g。光電門C、D通過連桿固定于鐵架臺上，并處于同一豎直線上，光電門C、D之間的距離h=60.0cm。兩光電門與數字計時器相連（圖中未畫出），可記錄遮光片通過光電門的時間。初始時，整個裝置處于靜止狀態，取當地的重力加速度g=10m/s2。實驗步驟如下：

(1)如圖所示，用游標卡尺測量遮光片的寬度，遮光片的寬度d=____cm。

(2)將1個鉤碼從物塊B的下端摘下并掛在物塊A下端的鉤碼下面。釋放物塊，計時器記錄遮光片通過光電門C、D的時間分別為t1=20.80ms、t2=10.40ms。物塊A下落過程的加速度a=_______m/s2，單個物塊的質量為______kg。

(3)為了減小實驗誤差，該同學再依次取n=2，3，4個鉤碼從物塊B的下端摘下并掛在物塊A下端的鉤碼下面，進行多次實驗，并根據多次測量的數據，繪制a—n圖像，如圖所示。該圖線不過坐標原點的原因可能是_________；若圖線的斜率為k，則單個物塊的質量為______（用題給字母m、g、h等表示）。

Answer 1

【答案】1.040 0.625 0.12 存在阻力

【解析】

(1)[1]根據游標卡尺的讀數規則，可得

(2)[2][3]物塊A通過光電門C、D時的速度分別為

從C到D過程，由勻變速直線運動規律有

解得

設物塊的質量為M，鉤碼的質量為m，以A、B兩物體和8個小鉤碼組成的系統為研究對象，由牛頓第二定律得

代入數據得

(3)[4][5]若實驗過程中存在阻力，設阻力大小為f，則由牛頓第二定律得

得

可知圖線的斜率

得