Question

3．如圖甲所示為某同學探究“在外力一定的條件下，物體的加速度與其質(zhì)量的關系”時使用的實驗裝置示意圖．

（1）使用該裝置通過正確的操作平衡摩擦力時，判斷小車所受摩擦力已被平衡的依據(jù)是紙帶上打出的點跡分布均勻（填“均勻”或“不均勻”）．
（2）下列關于使用此裝置進行實驗的要求或做法不必要的是BD（填字母編號）．
A．進行平衡摩擦力的操作時，提前取下砂和砂捅
B．砂和砂桶的總質(zhì)量遠小于力傳感器和小車的總質(zhì)量
C．調(diào)節(jié)滑輪的高度，使牽引小車的細繩與長木板保持平行
D．通過增減木塊上的砝碼改變小車質(zhì)量時，重新調(diào)節(jié)木板傾斜度
（3）正確安裝實驗裝置后，該同學通過改變細砂的質(zhì)量控制力傳感器的示數(shù)保持不變，得到如圖乙所示的實驗圖象，橫坐標m為小車上砝碼的質(zhì)量，縱坐標中的a為小車的加速度．設圖中直線的斜率為k，在縱軸上的截距為b，若牛頓第二定律成立，則力傳感器的示數(shù)為$\frac{1}{k}$，小車與力傳感器的總質(zhì)量為$\frac{k}$．

Answer 1

分析 （1）平衡摩擦力后小車做勻速直線運動，紙帶上打出的點跡均勻．
（2）平衡摩擦力時要取下砂和沙桶；應調(diào)節(jié)滑輪使細線與木板平行；平衡摩擦力后在實驗過程中不需要再平衡摩擦力．
（3）應用牛頓第二定律求出圖象的函數(shù)表達式，然后分析答題．

解答 解：（1）正確平衡摩擦力時，如果紙帶上打出的點跡分布均勻，則小車所受摩擦力已被平衡．
（2）A、進行平衡摩擦力的操作時，提前取下砂和砂捅，故A正確；
B、小車受到的拉力可以用測力計測出，不需要滿足砂和砂桶的總質(zhì)量遠小于力傳感器和小車的總質(zhì)量，故B錯誤；
C、調(diào)節(jié)滑輪的高度，使牽引小車的細繩與長木板保持平行，故C正確；
D、通過增減木塊上的砝碼改變小車質(zhì)量時，不需要重新調(diào)節(jié)木板傾斜度，故D錯誤；
本題選不正確的，故選：BD．
（3）由牛頓第二定律得：F=（m+M）a，
整理得：$\frac{1}{a}$=$\frac{1}{F}$m+$\frac{1}{F}$M，
-m圖象的斜率：k=$\frac{1}{F}$，截距：b=$\frac{1}{F}$M，
解得：F=$\frac{1}{k}$，M=$\frac{k}$；
故答案為：（1）均勻；（2）BD；（3）$\frac{1}{k}$；$\frac{k}$．

點評 本題考查了平衡摩擦力的方法、實驗注意事項、實驗數(shù)據(jù)處理，知道實驗原理與實驗注意事項是解題的前提；遇到涉及圖象的問題時，要先根據(jù)物理規(guī)律寫出關于縱軸與橫軸的函數(shù)表達式，再根據(jù)斜率和截距的概念求解即可．