(10分)某同学设计了一个探究加速度a与物体所受合外力F关系的实验,如图所示为实验装置图。为了实验操作方便他用一些回形针来替代细砂。他的主要实验步骤如下:
a.按图把实验器材安装好,不挂砂桶,反复移动木板下的垫木直到小车做匀速
b.把细线系在小车上并绕过定滑轮悬挂砂桶,并在砂桶中放入10枚回形针(经测量每枚回形针的质量为m
0=0.5g),接通电源,放在小车,打点计时器在被小车带动的纸带上打下一系列点,取下纸带,并在纸带上写上编号;
c.保持小车的质量M不变,多次改变砂桶中钓的回形针的数量n,再重复步骤b;
d.算出每条纸带对应的加速度的值;并记入下表中
e.用纵坐标表示加速度a,横坐标表示回形针的枚数n,根据表中数据作出a-n图线。
(1)如图所示为n=30时实验得到的纸带,这位同学已算出打点计时器打下计数点“l” 时纸带的速度为v
l=0.54 m/s,请你继续算出打点计时器打下计数点“3”时纸带的速度v
3=
m/s,表中第3次实验时小车运动的加速度大小为
m/s
2。(均保留2位有效数字)。
(2)根据上表已描出部分数据点,请描出第3组数据并作出a随n变化的图线。
(3)若作出的a-n图线的斜率为k,纵坐标轴上的截距为b,则可求得小车的质量为
;砂桶的质量为
(结果用k、b及m
0等字母表示)。