Question

【题目】某同学利用如图甲所示的实验装置运用牛顿第二定律测量滑块的质量M。其主要步骤为：

(1)调整长木板倾角,当钩码的质量为m0时滑块沿木板恰好向下做匀速运动。

(2)保持木板倾角不变,撤去钩码m0,将滑块移近打点计时器,然后释放滑块,滑块沿木板向下做匀加速直线运动,并打出点迹清晰的纸带如图乙所示(已知打点计时器每隔0.02s打下一个点)。

请回答下列问题：（①、②两问均保留3位有效数字）

①打点计时器在打下B点时滑块的速度vB=______m/s;

②滑块做匀加速直线运动的加速度a=______m/s2;

③滑块质量M=_______(用字母a、m0、当地重力加速度g表示)。

Answer 1

【答案】 1.38 3.88

【解析】(1) 根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度，可以求出打纸带上B点时小车的瞬时速度大小；

（2）根据匀变速直线运动的推论公式△x=at2可以知，加速度的大小： ；

(3) 滑块做匀速运动时受力平衡，由平衡条件得：m0g=Mgsinθ-f，撤去m0时滑块做匀加速直线运动时，受到的合外力：F合=Mgsinθ-f，由牛顿第二定律得：F合=Ma，解得： 。

点晴：根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度，可以求出打纸带上B点时小车的瞬时速度大小；根据匀变速直线运动的推论公式△x=at2可以求出加速度的大小。