Question

用图示装置测量重锤的质量，在定滑轮两侧分别挂上重锤和n块质量均为m₀的铁片，重锤下端贴一遮光片，铁架台上安装有光电门．调整重锤的高度，使其从适当的位置由静止开始下落，读出遮光片通过光电门的挡光时间t₀；从定滑轮左侧依次取下1块铁片放到右侧重锤上，让重锤每次都从同一位置由静止开始下落，计时器记录的挡光时间分别为t₁、t₂…，计算出t₀²、t₁²…．

（1）挡光时间为t₀时，重锤的加速度为a₀．从左侧取下i块铁片置于右侧重锤上时，对应的挡光时间为t_i，重锤的加速度为a_i．则=     ．（结果用t₀和t_i表示）

（2）作出﹣i的图线是一条直线，直线的斜率为k，则重锤的质量M=     ．

（3）若重锤的质量约为300g，为使实验测量数据合理，铁片质量m₀比较恰当的取值是      ．

A．1g    B．5g    C．40g  D．100g．

Answer

（1）；

（2）；

（3）C；

【解析】【解析】
（1）设挡光条的宽度为d，则重锤到达光电门的速度v=，

当挡光时间为t0时的速度①，

挡光时间为ti时的速度②，

重锤在竖直方向做匀加速直线运动，则有：

2③，

2④，

由①②③④解得：=

（2）根据牛顿第二定律得：

⑤

⑥

由⑤⑥解得：，

作出﹣i的图线的斜率为k，则

=k

解得：M=

（3）重锤的质量约为300g，为了使重锤的加速度不至于太大，或把铁片取下放到重锤上时，加速度产生明显的变化，则铁片的质量不能太小，也不能太大，所以1g、5g和100g都不适合，故C正确．

故选：C

故答案为：（1）；（2）；（3）C；

【点评】本实验比较新颖，考查了运动学基本公式就牛顿第二定律的应用，要求同学们知道，当时间较短时，可以用平均速度代替瞬时速度，难度适中．