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为了测量两个质量不等的沙袋的质量,某实验小组在实验室找到了下列器材:轻质定滑轮(质量和摩擦可忽略)、砝码一套、细线、米尺、秒表,由于没有找到直接测量工具,他们决定根据

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为了测量两个质量不等的沙袋的质量,某实验小组在实验室找到了下列器材:轻质定滑轮(质量和摩擦可忽略)、砝码一套、细线、米尺、秒表,由于没有找到直接测量工具,他们决定根据已学过的物理学知识,改变实验条件进行测量,通过选择合适的变量得到线性关系,再根据图线的斜率和截距求出沙袋的质量,于是他们进行了下列操作:
①实验装置如图,设两边沙袋的质量分别为m1、m2
②砝码的总质量为△m=0.5kg,实验小组先从△m中取出质量为m′的砝码放在m1沙袋中,剩余砝码都放在m2沙袋中,发现m1下降m2上升;
③用米尺测出沙袋运动的距离h,用秒表测出沙袋的运动时间t,则可知沙袋的加速度大小为a=
2h
t2
2h
t2

④改变m′,测量加速度a,得多组(m′,a)数据,作出“a-m′”图线;
⑤该小组成员得到图线的斜率为k=4m/kg•s2,截距为b=2,请你算出沙袋的质量m1=______kg,m2=______kg.(其中g取10m/s2
▼优质解答
答案和解析
(3)由题,质量为m1的沙袋从静止开始下降做匀加速直线运动,由h=
1
2
at2得,
a=
2h
t2

(5)根据牛顿第二定律得:
对m1及砝码:(m1+m′)g-T=(m1+m′)a
对m2及砝码:T-(m2+△m-m′)g=(m2+△m-m′)a
联立解得:a=
(m1−m2−△m)
m1+m2+△m
g+
2gm′
m1+m2+m

根据数学知识得知:“a~△m”图线斜率k=
2g
m1+m2+△m
,截距b=
(m1−m2−△m)g
m1+m2+△m

将△m=0.5kg,g=10m/s2,k=4m/kg•s2,b=2m/s2,代入解得:m1=3kg,m2=1.5kg.
故答案为:
2h
t2
,3kg,1.5 kg
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