Question

【題目】用圖示裝置測(cè)量重錘的質(zhì)量，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．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)光電門的擋光時(shí)間t0；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t1、t2…，計(jì)算出t02、t12…．

（1）擋光時(shí)間為t0時(shí)，重錘的加速度為a0．從左側(cè)取下i塊鐵片置于右側(cè)重錘上時(shí)，對(duì)應(yīng)的擋光時(shí)間為ti，重錘的加速度為ai．則=_____．（結(jié)果用t0和ti表示）

（2）作出﹣i的圖線是一條直線，直線的斜率為k，則重錘的質(zhì)量M=_____．

（3）若重錘的質(zhì)量約為300g，為使實(shí)驗(yàn)測(cè)量數(shù)據(jù)合理，鐵片質(zhì)量m0比較恰當(dāng)?shù)娜≈凳?/span>_____．

A．1g B．3g C．40g D．300g．

Answer 1

【答案】 （1） ； （2） ； （3）C．

【解析】(1)設(shè)擋光板的寬度為d，重錘與光電門的高度差為h。

則重錘到達(dá)光電門時(shí)的速度

重錘下落時(shí)做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，則，解得：

則

(2) 定滑輪兩側(cè)分別掛上重錘M和n塊質(zhì)量均為m0的鐵片時(shí)，設(shè)繩上拉力為，

對(duì)重錘M受力分析，由牛頓第二定律得：

對(duì)n塊質(zhì)量均為m0的鐵片受力分析，由牛頓第二定律得：

解得：

從左側(cè)取下i塊鐵片置于右側(cè)重錘上時(shí)，設(shè)繩上拉力為，

對(duì)重錘M和i塊鐵片受力分析，由牛頓第二定律得：

對(duì)n-i塊質(zhì)量均為m0的鐵片受力分析，由牛頓第二定律得：

解得：

所以

﹣i的圖線是一條直線，直線的斜率為k，則

解得：

(3) 重錘的質(zhì)量約為300g，為使重錘的加速度不至于太大且鐵片取下放到重錘下時(shí)加速度要有明顯的變化，鐵片的質(zhì)量不能太小；重錘的質(zhì)量大于所有鐵片的質(zhì)量且要測(cè)多組數(shù)據(jù)，鐵片的質(zhì)量也不能太大。所以C項(xiàng)正確。