Question

【題目】某物理課外小組利用圖甲中的裝置探究物體加速度與其所受外力之間的關(guān)系。圖中，利用鐵架臺(tái)固定一輕質(zhì)滑輪，通過(guò)跨過(guò)滑輪的輕質(zhì)細(xì)繩懸吊相同的兩個(gè)物塊A、B，質(zhì)量均為M，物塊A側(cè)面粘貼小遮光片，其寬度為d、質(zhì)量忽略不計(jì)。在物塊A、B下各掛5個(gè)相同的小鉤碼，質(zhì)量均為m＝0.010kg。光電門(mén)C、D通過(guò)連桿固定于鐵架臺(tái)上，并處于同一豎直線(xiàn)上，且光電門(mén)C、D之間的距離為h。兩光電門(mén)與數(shù)字計(jì)時(shí)器相連（圖中未畫(huà)出）可記錄遮光片通過(guò)光電門(mén)的時(shí)間。整個(gè)裝置現(xiàn)處于靜止?fàn)顟B(tài)，取當(dāng)?shù)氐闹亓�加速�?/span>g＝9.8m/s2．實(shí)驗(yàn)步驟如下：

（1）將n（依次取n＝1，2，3，4，5）個(gè)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，用計(jì)時(shí)器記錄遮光片通過(guò)光電門(mén)C、D的時(shí)間t1、t2．由勻變速運(yùn)動(dòng)規(guī)律可得到物塊A下落過(guò)程的加速度a＝_____（用“h、d、t1、t2”表示）

（2）該小組同學(xué)測(cè)量的數(shù)據(jù)見(jiàn)下表。他們將表格中的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)變?yōu)樽鴺?biāo)點(diǎn)畫(huà)在圖乙的坐標(biāo)系中，并作出a﹣n圖象。從圖象可以得出：當(dāng)物體質(zhì)量一定時(shí)，物體的加速度與其所受的外力成_____（“正比”或“反比“）。

N	a/s﹣2
1	0.20
2	0.41
3	0.59
4	0.79
5	1.00

（3）該小組同學(xué)利用a﹣n圖象，進(jìn)一步求得物塊A（或B）的質(zhì)量M為_____kg（保留2位有效數(shù)字）。

（4）若實(shí)驗(yàn)過(guò)程中摩擦阻力的影響明顯（可看成定值），用上述方法得到的物塊質(zhì)量M的測(cè)量值_____物塊質(zhì)量的直實(shí)值（填“大于”，“小于”或“等于”）

Answer 1

【答案】； 正比； 0.44； 不變

【解析】

(1)物塊A通過(guò)光電門(mén)C、D時(shí)的速度：，從C到D過(guò)程，由勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的速度位移公式得：，加速度：；

(2)以A、B兩物體和10個(gè)小鉤碼組成的系統(tǒng)為研究對(duì)象，

由牛頓第二定律得：2nmg＝（10m+2M）a，由圖示圖象可知，物體的加速度與其所受的外力成正比。

(3)由牛頓第二定律得：，由圖示a﹣n圖象可知，圖象的斜率：

，解得：M＝0.44kg；

(4)若有阻力f，由牛頓第二定律得：2nmg﹣f＝（10m+2M）a，加速度：，圖象的斜率不受阻力f的影響，所以對(duì)物塊質(zhì)量M的測(cè)量值不變。