某同学为验证牛顿第二定律中“力与加速度”的关系,采用光电门系统来代替位移和时间测量工具,实验装置如图所示.光滑导轨水平放置,细线绕过可转动的圆形光栅连接小车与重物(重物质量远小于小车质量),挡板可以在小车到达的时候使小车停下并粘住.光电门在每次有红外线通过光栅时会记一次信号,如图所示,圆形光栅每转过一圈将会记下十次信号.不计一切摩擦,每次都将小车静止释放,在小车停止后,记下重物质量m、信号次数n、小车运动时间t.
重物质量m | 信号次数n | 运动时间t(s) |
m0 | 40 | 2.00 |
2m0 | 60 | 1.73 |
3m0 | 70 | t3 |
A、s∝n;B、s∝1/n;C、s∝n2;D、s∝1/n2
(2)若实验后得到了下表所示的数据,经分析可知,运动时间t3应为______s.
![](https://img.ixiawen.com/uploadfile/2017/0723/20170723010546545.png)
(1)每周记录10次信号,因此记录信号的次数与圆形光栅转动的圈数成正比,即与物体的位移成正比,故BCD错误,A正确.
故选A.
(2)在探究“力与加速度”的关系时,小车的质量不变,因此其加速度与重物质量成正比,位移与记录信号次数成正比,根据运动学公式s=
at2有:1 2
s1=
a11 2
①t 21
s3=
a31 2
②t 23
=a1 a3
③t1 t3
由①②③解得:t3=1.53s.
故答案为:1.53.