1.
(2022·山东)
在天宫课堂中、我国航天员演示了利用牛顿第二定律测量物体质量的实验。受此启发。某同学利用气垫导轨、力传感器、无线加速度传感器、轻弹簧和待测物体等器材设计了测量物体质量的实验,如图甲所示。主要步骤如下:
①将力传感器固定在气垫导轨左端支架上,加速度传感器固定在滑块上;
②接通气源。放上滑块。调平气垫导轨;
![](//tikupic.21cnjy.com/2022/06/30/fb/ae/fbae68aa445c7aa903b7e00202aab82f.png)
③将弹簧左端连接力传感器,右端连接滑块。弹簧处于原长时滑块左端位于O点。A点到O点的距离为
,拉动滑块使其左端处于A点,由静止释放并开始计时;
④计算机采集获取数据,得到滑块所受弹力F、加速度a随时间t变化的图像,部分图像如图乙所示。
![](//tikupic.21cnjy.com/2022/06/30/7a/55/7a557689374b2731661225aea15ca825.png)
回答以下问题(结果均保留两位有效数字):
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(1)
弹簧的劲度系数为
![](//math.21cnjy.com/MathMLToImage?mml=%3Cmath+xmlns%3D%22http%3A%2F%2Fwww.w3.org%2F1998%2FMath%2FMathML%22%3E%3Cmrow%3E%3Cmtext%3EN%2Fm%3C%2Fmtext%3E%3C%2Fmrow%3E%3C%2Fmath%3E)
。
-
-
(2)
该同学从图乙中提取某些时刻F与a的数据,画出
![](//math.21cnjy.com/MathMLToImage?mml=%3Cmath+xmlns%3D%22http%3A%2F%2Fwww.w3.org%2F1998%2FMath%2FMathML%22%3E%3Cmrow%3E%3Cmi%3Ea%3C%2Fmi%3E%3Cmo%3E%E2%88%92%3C%2Fmo%3E%3Cmi%3EF%3C%2Fmi%3E%3C%2Fmrow%3E%3C%2Fmath%3E)
图像如图丙中I所示,由此可得滑块与加速度传感器的总质量为
kg。
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(3)
该同学在滑块上增加待测物体,重复上述实验步骤,在图丙中画出新的
![](//math.21cnjy.com/MathMLToImage?mml=%3Cmath+xmlns%3D%22http%3A%2F%2Fwww.w3.org%2F1998%2FMath%2FMathML%22%3E%3Cmrow%3E%3Cmi%3Ea%3C%2Fmi%3E%3Cmo%3E%E2%88%92%3C%2Fmo%3E%3Cmi%3EF%3C%2Fmi%3E%3C%2Fmrow%3E%3C%2Fmath%3E)
图像Ⅱ,则待测物体的质量为
kg。
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