Question

如图甲所示为某同学探究“在外力一定的条件下，物体的加速度与其质量的关系”时使用的实验装置示意图。

（1）使用该装置通过正确的操作平衡摩擦力时，判断小车所受摩擦力已被平衡的依据是纸带上打出的点迹分布__________（填“均匀”或“不均匀”）。

（2）下列关于使用此装置进行实验的要求或做法不必要的是__________（填字母编号）。

A．进行平衡摩擦力的操作时，提前取下砂和砂捅

B．砂和砂桶的总质量远小于力传感器和小车的总质量

C．调节滑轮的高度，使牵引小车的细绳与长木板保持平行

D．通过增减木块上的砝码改变小车质量时，重新调节木板倾斜度

（3）正确安装实验装置后，该同学通过改变细砂的质量控制力传感器的示数保持不变，得到如图乙所示的实验图象，横坐标m为小车上砝码的质量，纵坐标中的a为小车的加速度。设图中直线的斜率为k，在纵轴上的截距为b，若牛顿第二定律成立，则力传感器的示数为________，小车与力传感器的总质量为________。

Answer

（1）均匀（2）BD（3），

【解析】试题分析：（1）摩擦力平衡后，小车会在长木板上做匀速直线运动，打出的点迹应是均匀分布的；

（2）在实验前必须进行平衡摩擦力，其步骤如下：取下细线和砂桶，把木板不带滑轮的一端适当垫高并反复调节，直到轻推小车，使小车恰好做匀速直线运动，A正确；因为实验中拉力可以通过传感器读出，所以不需要砂和砂桶的总质量远小于力传感器和小车的总质量，B错误；为了减小摩擦，调节滑轮的高度，使牵引小车的细绳与长木板保持平行，C正确；在平衡摩擦力后，有，解得，与质量无关，所以通过增减木块上的砝码改变小车质量时，不需要重新调整倾斜度，D错误；

（3）设小车的质量为M，则，变形得，所以图象的斜率为，所以作用力，图象的截距为，所以．

考点：探究“在外力一定的条件下，物体的加速度与其质量的关系”实验

【名师点睛】本题考查牛顿第二定律的验证实验，对于书本上的实验，我们要从实验原理、实验仪器、实验步骤、实验数据处理、实验注意事项这几点去搞清楚．实验的图象描绘，物理结合数学的应用都值得注意．