Question

【題目】要測量兩個質量不等的沙袋的質量，由于沒有直接的測量工具，某實驗小組選用下列器材：輕質定滑輪(質量和摩擦可忽略)、砝碼一套(總質量m＝0.2 kg)、細線、刻度尺、秒表。他們根據已學過的物理學知識，改變實驗條件進行多次測量，選擇合適的變量得到線性關系，作出圖線并根據圖線的斜率和截距求出沙袋的質量。請完成下列步驟：

(1)實驗裝置如圖所示，設右邊沙袋A的質量為m1，左邊沙袋B的質量為m2。

(2)取出質量為m′的砝碼放在右邊沙袋中，剩余砝碼都放在左邊沙袋中，發現A下降，B上升。(左、右兩側砝碼的總質量始終不變)

(3)用刻度尺測出A從靜止下降的距離h，用秒表測出A下降h所用的時間t，則可知A的加速度大小a＝________。

(4)改變m′，測量相應的加速度a，得到多組m′及a的數據，作出______(填“a－m′ ”或“a－”)圖線。

(5)若求得圖線的斜率k＝4 m/ kg·s－2，截距b＝4 m/s2。則沙袋的質量m1＝________kg，m2 ＝ ________kg。(取g＝10 m/s2)

Answer 1

【答案】 (3) (4)a－m′ (5)3.5 1.3

【解析】(3)由運動學公式h＝at2得a＝，

(4)對系統整體由牛頓第二定律得

(m1＋m′)g－(m2＋m－m′)g＝(m1＋m2＋m)a

解得

因a與m′為線性關系，故作出“a－m′”圖線

(5)由上式可知k＝ 　b＝

代入數值解得m1＝3.5 kg　m2＝1.3 kg