图1为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50Hz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,调整木板右端的高度,用手轻拨小车,直到打点计时器打出一系列
间隔均匀
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,获得带有点迹的纸带,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s
1,s
2,….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
线性
线性
关系(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,小车所受的拉力近似不变,小吊盘和盘中物块的质量之和应满足的条件是
远小于小车的质量
远小于小车的质量
.
(ⅱ)设纸带上三个相邻计数点的间距为s
1、s
2、s
3.a可用s
1、s
3和△t表示为a=
.图2为用米尺测量某一纸带上的s
1、s
3的情况,由图可读出s
1=
24.2
24.2
mm,s
3=
47.2
47.2
mm.由此求得加速度的大小a=
1.15
1.15
m/s
2.
(ⅲ)图3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
.