問題詳情:
用圖示裝置測量重錘的質量M,在定滑輪兩側分別掛上重錘和n塊質量均為m0的鐵片,重錘下端貼一遮光片,鐵架台上安裝有光電門。調整重錘的高度,使其從適當的位置由靜止開始下落,讀出遮光片通過光電門的擋光時間t0;從定滑輪左側依次取下1塊鐵片放到右側重錘上,讓重錘每次都從同一位置由靜止開始下落,計時器記錄的擋光時間分別為t1、t2……,計算出,……
(1)擋光時間為t0時,重錘的加速度為a0,從左側取下i塊鐵片置於右側重錘上時,對應的擋光時間為ti,重錘的加速度為則_______;(結果用t0和ti表示)
(2)a0的表達式為a0=_______(用M,n,m0和g表示,g表示重力加速度),作出的圖線是一條直線,直線的斜率為k,則重錘的質量M=_______。(用k,n,m0表示)
(3)若重錘的質量約為300g,為使實驗測量數據合理,鐵片質量m0比較恰當的取值是_______。
A.lg B.5g C.40g D.100g
【回答】
C
【詳解】
(1)遮光片經過光電門時的速度
,
重錘做初速度為零的勻加速直線運動,由速度位移公式得
,
整理得
(2)由牛頓第二定律得
解得
由牛頓第二定律得
整理得
則的圖線的斜率
解得
(3)如果鐵片的質量太小,移動鐵片時重錘的加速度變化很小,不便於測量,如果鐵片的質量太大,加速度變化太大也不利於測量,如果鐵片質量太大甚至重錘會上升,如果重錘的質量為300g,鐵片的質量如果為1g或3g,鐵片質量太小,如果鐵片質量為300g,鐵片質量與重錘質量相等,這是錯誤的,因此鐵片質量為40g比較合理
故選C。
知識點:實驗:探究加速度與力、質量的關係
題型:實驗,探究題