Question

图1为验证牛顿第二定律的实验装置示意图.图中打点计时器的电源为50Hz的交流电源，打点的时间间隔用Δt表

图1为验证牛顿第二定律的实验装置示意图.图中打点计时器的电源为50Hz的交流电源，打点的时间间隔用Δt表示.在小车质量M未知的情况下，某同学设计了一种方法用来研究“在外力一定的条件下，物体的加速度与其质量间的关系”. （1）完成下列实验步骤中的填空：①平衡小车所受的阻力：撤去砂和砂桶，调整木板右端的高度，用手轻拨小车，直到打点计时器打出一系列 的点.②按住小车，在左端挂上适当质量的砂和砂桶，在小车中放入砝码.③打开打点计时器电源,释放小车,获得带有点迹的纸带,在纸带上标出小车中砝码的质量m.④按住小车，改变小车中砝码的质量，重复步骤③.⑤在每条纸带上清晰的部分，每5个间隔标注一个计数点.测量相邻计数点的间距s 1 ，s 2 ，….求出与不同m相对应的加速度a.⑥以砝码的质量m为横坐标， 为纵坐标，在坐标纸上做出 -m关系图线.若加速度与小车和砝码的总质量成反比，则 与m应成 关系（填“线性”或“非线性”）.（2）完成下列填空：①本实验中，为了保证在改变小车中砝码的质量时，小车所受的拉力近似不变，悬挂砂和砂桶的总质量应满足的条件是 .②如图2所示是该同学在某次实验中利用打点计时器打出的一条纸带，A、B、C、D是该同学在纸带上选取的连续四个计数点.该同学用刻度尺测出AC间的距离为S Ⅰ ，测出BD间的距离为S Ⅱ .a可用S Ⅰ 、S Ⅱ 和Δt（打点的时间间隔）表示为a= . ③图3为所得实验图线的示意图.设图中直线的斜率为k，在纵轴上的截距为b，若牛顿定律成立，则小车受到的拉力为 ，小车的质量为 .

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Answer 1

(1) ①等间距 ⑥线性（2）①远小于小车和砝码的总质量；② ③ ；

试题分析：（1）①平衡小车所受的阻力：撤去砂和砂桶，调整木板右端的高度，用手轻拨小车，直到打点计时器打出一系列等间距的点；⑥以砝码的质量m为横坐标， 为纵坐标，在坐标纸上做出 -m关系图线.若加速度与小车和砝码的总质量成反比，则 与m应成    线性关系；（2）①本实验中，为了保证在改变小车中砝码的质量时，小车所受的拉力近似不变，悬挂砂和砂桶的总质量应满足的条件是远小于小车和砝码的总质量；②根据 ，则 ，所以 ③根据牛顿定律 ,变形可得： ,所以 , 解得： ， 。