Question

【題目】在研究“質(zhì)量一定，加速度與力的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)根據(jù)學(xué)過的理論設(shè)計(jì)了如下裝置（如圖甲）：水平桌面上放置了氣墊導(dǎo)軌（摩擦可忽略），裝有擋光片的滑塊放在氣墊導(dǎo)軌的某處（擋光片左端與滑塊左端對齊）。實(shí)驗(yàn)中測出了滑塊釋放點(diǎn)到光電門(固定)的距離為，擋光片經(jīng)過光電門的速度為，鉤碼的質(zhì)量為。（重力加速度，）

（1）本實(shí)驗(yàn)中所掛鉤碼的質(zhì)量要滿足的條件是______________________。

（2）該同學(xué)實(shí)驗(yàn)測得數(shù)據(jù)如下：

該同學(xué)想用作圖法來間接驗(yàn)證加速度和力的關(guān)系，他以所掛鉤碼的質(zhì)量為橫坐標(biāo)軸，應(yīng)以_______為縱坐標(biāo)軸作圖。

請根據(jù)數(shù)據(jù)在乙圖中做出圖像來驗(yàn)證加速度和力的關(guān)系

（3）請根據(jù)所做圖像求出滑塊及擋光片的總質(zhì)量_________ （保留兩位有效數(shù)字）

Answer 1

【答案】 鉤碼質(zhì)量遠(yuǎn)小于滑塊及擋光片的總質(zhì)量 1.2（1.1-1.3）

【解析】（1）對整體分析，根據(jù)牛頓第二定律得， ，隔離對滑塊分析，可知 ，要保證重物的重力等于繩子的拉力，則鉤碼的質(zhì)量遠(yuǎn)小于滑塊及擋光片的質(zhì)量．
（2）滑塊的加速度 ，當(dāng)s不變時(shí)，可知加速度與v2成正比，滑塊的合力可以認(rèn)為等于鉤碼的重力，所以滑塊的合力正比于鉤碼的質(zhì)量，可知通過v2-m的關(guān)系可以間接驗(yàn)證加速度與力的關(guān)系．做出v2-m圖像如圖；
因?yàn)?/span>a與F成正比，則有： ，即 ，結(jié)合圖線的斜率可以求出滑塊的質(zhì)量： 解得M=1.2kg．