Question

某同學設計了如下實驗方案用來‘驗證牛頓運動定律’：
（1）如圖甲所示，將木板有定滑輪的一端墊起，把滑塊通過細繩與帶夾的重錘相連，然后跨過定滑輪，重錘下夾一紙帶，穿過打點計時器．調整木板傾角，直到輕推滑塊后，滑塊沿木板勻速運動．
（2）如圖乙所示，保持長木板的傾角不變，將打點計時器安裝在長木板上靠近滑輪處，取下細繩和重錘，將滑塊與紙帶相連，使其穿過打點計時器，然后接通電源釋放滑塊，使之由靜止開始加速運動．打點計時器使用的交流電的頻率為50Hz，打出的紙帶如圖丙所示，A，B，C，D，E是紙帶上五個計數點．

①圖乙中滑塊下滑的加速度為

3.9m/s²

．（結果保留兩位有效數字）
②若重錘質量為m，滑塊質量為M，重力加速度為g，則滑塊加速下滑受到的合力為

mg

．
③某同學在保持滑塊質量不變的情況下，通過多次改變滑塊所受合力，由實驗數據作出的a-F，圖象如圖丁所示，則滑塊的質量為

2.0（1.8～2.2）

kg．（結果保留兩位有效數字）

Answer 1

分析：①利用逐差法△x=at²可以求出物體的加速度大��；
②當取下細繩和鉤碼時，由于滑塊所受其它力不變，因此其合外力與撤掉鉤碼的重力等大反向；
③根據牛頓第二定律有mg=Ma，由此可解得滑塊的質量．

解答：解：①利用逐差法△x=at²有：
s4-s2=2a1t2
s3-s1=2a2t2
t=2T
聯立各式代入數據解得：a=3.9m/s²．
②當取下細繩和鉤碼時，由于滑塊所受其它力不變，因此其合外力與撤掉鉤碼的重力等大反向，即滑塊所受合外力等于鉤碼的重力大�。�
故答案為：mg．
③根據牛頓第二定律有：mg=Ma，由此可解得：mg=Ma，因此有：a=

mg

M

=

F

M

，因此圖象的斜率為K=

1

M

，結合圖象求出M=2.0kg．
故答案為：①a=3.9m/s²．②mg ③2.0（1.8～2.2）．

點評：明確實驗原理是解答實驗的關鍵，如本實驗中要明確為何要帶著鉤碼讓滑塊勻速下滑．