Question

【題目】用如圖所示裝置測(cè)量重錘的質(zhì)量M，其主要實(shí)驗(yàn)步驟如下：

(1)在定滑輪兩側(cè)分別掛上重錘和n塊質(zhì)量均為m0的鐵片，重錘下端貼一遮光片，鐵架臺(tái)上安裝有光電門(mén)；

(2)調(diào)整重錘的高度，使其從適當(dāng)?shù)奈恢糜伸o止開(kāi)始下落，讀出遮光片通過(guò)光電門(mén)的時(shí)間to；

(3)從定滑輪左側(cè)依次取下1塊鐵片放到右側(cè)重錘上，讓重錘每次都從同一位置由靜止開(kāi)始下落，計(jì)時(shí)器記錄的擋光時(shí) 間分別為tl、t2……。

根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)回答下列問(wèn)題：

①擋光時(shí)間為t時(shí)，重錘的加速度為a0；從左側(cè)取下1塊鐵片置于右側(cè)重錘上時(shí)，對(duì)應(yīng)的擋光時(shí)間為tl，重錘的加速度為a1，則___________（結(jié)果用t0和t1表示）。

②設(shè)從左側(cè)取下i塊鐵片置于右側(cè)重錘上時(shí)，重錘下落的加速度為ai，根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，作出一i的圖線是一條直線，若直線的斜率為k，則重錘的質(zhì)量M=____。

Answer 1

【答案】

【解析】

當(dāng)時(shí)間較短時(shí)，可以用平均速度代替瞬時(shí)速度，求出重錘到達(dá)光電門(mén)的速度，再根據(jù)勻加速直線運(yùn)動(dòng)位移速度公式聯(lián)立方程求解；根據(jù)牛頓第二定律表示出的函數(shù)關(guān)系，根據(jù)斜率為k求解.

①設(shè)擋光條的寬度為d，則重錘到達(dá)光電門(mén)的速度v=，當(dāng)擋光時(shí)間為t0時(shí)的速度，擋光時(shí)間為t1時(shí)的速度，重錘在豎直方向做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，則有：，，聯(lián)立可得：.

（2）根據(jù)牛頓第二定律得：，，解得：，作出的圖線的斜率為k，則，解得：.