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；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……，计算出、……。

（1）挡光时间为时，重锤的加速度为，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，重锤的加速度为，则=_______。（结果用、表示）；

（2）作出的图线是一条直线，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，铁片质量比较恰当的取值是_______。

A、1g      B、5g        C、40g        D、100g

Answer

（1）（2）（3）C

【解析】

试题分析：（1）设挡光条的宽度为d，则重锤到达光电门的速度，

当挡光时间为时的速度①，

挡光时间为时的速度②，

重锤在竖直方向做匀加速直线运动，则有：③，④，

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

解得：

（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．

考点：验证牛顿第二定律实验

【名师点睛】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．