圖1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50Hz的交流電源,打點(diǎn)的時(shí)間間隔用△t表示.在小車(chē)質(zhì)量M未知的情況下,某同學(xué)設(shè)計(jì)了一種方法用來(lái)研究“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(chē)所受的阻力:撤去砂和砂桶,調(diào)整木板右端的高度,用手輕撥小車(chē),直到打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出一系列
間隔均勻
間隔均勻
的點(diǎn).
②按住小車(chē),在左端掛上適當(dāng)質(zhì)量的砂和砂桶,在小車(chē)中放入砝碼.
③打開(kāi)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源,釋放小車(chē),獲得帶有點(diǎn)跡的紙帶,在紙帶上標(biāo)出小車(chē)中砝碼的質(zhì)量m.
④按住小車(chē),改變小車(chē)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s
1,s
2,….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)紙上做出
-m關(guān)系圖線.若加速度與小車(chē)和砝碼的總質(zhì)量成反比,則
與m應(yīng)成
線性
線性
關(guān)系(填“線性”或“非線性”).
(2)完成下列填空:
①本實(shí)驗(yàn)中,為了保證在改變小車(chē)中砝碼的質(zhì)量時(shí),小車(chē)所受的拉力近似不變,懸掛砂和砂桶的總質(zhì)量應(yīng)滿足的條件是
遠(yuǎn)小于小車(chē)和砝碼的總質(zhì)量
遠(yuǎn)小于小車(chē)和砝碼的總質(zhì)量
.
②如圖2所示是該同學(xué)在某次實(shí)驗(yàn)中利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的一條紙帶,A、B、C、D是該同學(xué)在紙帶上選取的連續(xù)四個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn).該同學(xué)用刻度尺測(cè)出AC間的距離為S
Ⅰ,測(cè)出BD間的距離為S
Ⅱ.a(chǎn)可用S
Ⅰ、S
Ⅱ和△t(打點(diǎn)的時(shí)間間隔)表示為a=
.
③圖3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(chē)受到的拉力為
,小車(chē)的質(zhì)量為
.