[题目]验证牛顿第二定律的实验装置示意图．图中打点计时器的电源为50 Hz的交流电源.打点的时间间隔用T表示．在小车质量未知的情况下.某同学设计了一种方法用来研究“在外力一定的条件下.物体的加速度与其质量间的关系． (1)完成下列实验步骤中的填空:①平衡小车所受的阻力:小吊盘中不放物块.调整木板 (选填“右端或“左端 )的高度.用手轻拨小� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

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【题目】验证牛顿第二定律的实验装置示意图．图中打点计时器的电源为50 Hz的交流电源，打点的时间间隔用T表示．在小车质量未知的情况下，某同学设计了一种方法用来研究“在外力一定的条件下，物体的加速度与其质量间的关系”．

(1)完成下列实验步骤中的填空：

①平衡小车所受的阻力：小吊盘中不放物块，调整木板______(选填“右端”或“左端”)的高度，用手轻拨小车，直到打点计时器打出一系列间隔均匀的点．

②按住小车，在小吊盘中放入适当质量的物块，在小车中放入砝码．

③打开打点计时器电源，释放小车，获得带有点列的纸带，在纸带上标出小车中砝码的质量m．

④按住小车，改变小车中砝码的质量，重复步骤③．

⑤在每条纸带上清晰的部分，每5个间隔标注一个计数点．测量相邻计数点的间距s1，s2，…．求出与不同m相对应的加速度a．

⑥以砝码的质量m为横坐标为纵坐标，在坐标纸上做出─ m关系图线．若加速度与小车和砝码的总质量成反比，则与m处应成_________关系(选填“线性”或“非线性”) ．

(2)完成下列填空：

(I)本实验中，为了保证在改变小车中砝码的质量时，小车M所受的拉力近似不变，小吊盘和盘中物块的质量之和m'应满足的条件是：m' ______M(选填“远大于”或“远小于”) ．

(II)设纸带上三个相邻计数点的间距为x1、x2、x3如图所示．a可用x1、x3和T表示为a＝__________．

(III)图为所得实验图线的示意图．设图中直线的斜率为k，在纵轴上的截距为b，若牛顿定律成立，则小车受到的拉力为___________，小车的质量为___________．

【答案】右端线性远小于

【解析】

（1）[1]在平衡摩擦力时，小吊盘中不放物块，调整木板右端的高度，用手轻拨小车，直到打点计时器打出一系列均匀的点，则此时说明小车做匀速运动；
[2]由牛顿第二定律：

可知：

在F一定时，与m成正比，与m成线性关系；

（2）[3] 探究牛顿第二定律实验时，当小吊盘和盘中物块的质量之和远小于小车和车中砝码的总质量时，可以近似认为小车受到的拉力等于小吊盘和盘中物块受到的重力，认为小车受到的拉力不变；

[4] 两个相邻计数点之间还有4个点，打点计时器的打点时间间隔为T，计数点间的时间间隔：，由匀变速直线运动的推论：可知，加速度为：

；

[5] [6] 设小车质量为M，由牛顿第二定律得：

则：

由图示图象可知：

则拉力：

，

则：

；

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