Question

圖(甲)為驗(yàn)證牛頓第二定律的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖.圖中打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源為50 Hz的交流電源,打點(diǎn)的時(shí)間間隔用Δt表示.在小車質(zhì)量未知的情況下,某同學(xué)設(shè)計(jì)了一種方法用來探究“在外力一定的條件下,物體的加速度與其質(zhì)量間的關(guān)系”.

(1)完成下列實(shí)驗(yàn)步驟中的填空:

①平衡小車所受的阻力:小吊盤中不放物塊,調(diào)整木板右端的高度,用手輕撥小車,直到打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出一系列　　　的點(diǎn). 

②按住小車,在小吊盤中放入適當(dāng)質(zhì)量的物塊,在小車中放入砝碼.

③打開打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源,釋放小車,獲得帶有點(diǎn)列的紙帶,在紙帶上標(biāo)出小車中砝碼的質(zhì)量m.

④按住小車,改變小車中砝碼的質(zhì)量,重復(fù)步驟③.

⑤在每條紙帶上清晰的部分,每5個(gè)間隔標(biāo)注一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn).測(cè)量相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)的間距s1、s2、…求出與不同m相對(duì)應(yīng)的加速度a.

⑥以砝碼的質(zhì)量m為橫坐標(biāo),為縱坐標(biāo),在坐標(biāo)紙上作出m關(guān)系圖線.若加速度與小車和砝碼的總質(zhì)量成反比,則與m應(yīng)成　　　　關(guān)系(填“線性”或“非線性”). 

(2)圖(乙)為所得實(shí)驗(yàn)圖線的示意圖.設(shè)圖中直線的斜率為k,在縱軸上的截距為b,若牛頓定律成立,則小車受到的拉力為　　　　,小車的質(zhì)量為　　　　. 

Answer 1

解析:(1)平衡阻力的過程要求給定小車一個(gè)速度后,小車做勻速直線運(yùn)動(dòng),所以直到打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出一系列間距相等的點(diǎn),則表明小車做勻速直線運(yùn)動(dòng).若加速度與小車和砝碼的總質(zhì)量成反比,則與m應(yīng)成線性關(guān)系.

(2)設(shè)小車質(zhì)量為M,拉力為F,若牛頓定律成立則應(yīng)滿足F=(M+m)a,

可知=m+M,由題可知:k=,b=M,

則F=,M=.

答案:(1)①間距相等�、蘧�性　(2)