Question

3．如圖甲所示為某同學(xué)探究“在外力一定的條件下，物體的加速度與其質(zhì)量的關(guān)系”時(shí)使用的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖．

（1）使用該裝置通過正確的操作平衡摩擦力時(shí)，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(diǎn)跡分布均勻（填“均勻”或“不均勻”）．
（2）下列關(guān)于使用此裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的要求或做法不必要的是BD（填字母編號）．
A．進(jìn)行平衡摩擦力的操作時(shí)，提前取下砂和砂捅
B．砂和砂桶的總質(zhì)量遠(yuǎn)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?fàn)恳�小車的�?xì)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(shí)，重新調(diào)節(jié)木板傾斜度
（3）正確安裝實(shí)驗(yàn)裝置后，該同學(xué)通過改變細(xì)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(shí)驗(yàn)圖象，橫坐標(biāo)m為小車上砝碼的質(zhì)量，縱坐標(biāo)中的a為小車的加速度．設(shè)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(yùn)動(dòng)，紙帶上打出的點(diǎn)跡均勻．
（2）平衡摩擦力時(shí)要取下砂和沙桶；應(yīng)調(diào)節(jié)滑輪使細(xì)線與木板平行；平衡摩擦力后在實(shí)驗(yàn)過程中不需要再平衡摩擦力．
（3）應(yīng)用牛頓第二定律求出圖象的函數(shù)表達(dá)式，然后分析答題．

解答 解：（1）正確平衡摩擦力時(shí)，如果紙帶上打出的點(diǎn)跡分布均勻，則小車所受摩擦力已被平衡．
（2）A、進(jìn)行平衡摩擦力的操作時(shí)，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(jì)測出，不需要滿足砂和砂桶的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于力傳感器和小車的總質(zhì)量，故B錯(cuò)誤；
C、調(diào)節(jié)滑輪的高度，使?fàn)恳�小車的�?xì)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(shí)，不需要重新調(diào)節(jié)木板傾斜度，故D錯(cuò)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(diǎn)評 本題考查了平衡摩擦力的方法、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理，知道實(shí)驗(yàn)原理與實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)是解題的前提；遇到涉及圖象的問題時(shí)，要先根據(jù)物理規(guī)律寫出關(guān)于縱軸與橫軸的函數(shù)表達(dá)式，再根據(jù)斜率和截距的概念求解即可．