14. 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Δ
t表示。在小车质量未知的情况下,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:小吊盘中不放物块,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,在小吊盘中放入适当质量的物块,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
s1,
s2,…,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处应成
_________关系(填“线性”或“非线性”)。
(2)完成下列填空:
(ⅰ)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,小吊盘和盘中物块的质量之和应满足的条件是
_________;
(ⅱ)设纸带上三个相邻计数点的间距为
s1、
s2、
s3,
a可用
s1、
s3和Δ
t表示为
a=
_____;图2为用米尺测量某一纸带上的
s1、
s3的情况,由图可读出
s1=
_____mm,
s3=
____mm,由此求得加速度的大小
a=
_____m/s
2。
(ⅲ)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
___________