Question

3．在“探究加速度与力、质量的关系的实验”时，采用了如图甲所示的实验方案．操作如下：
（1）平衡摩擦力时，若所有的操作均正确，打出的纸带如图乙所示，应增大（填“减小”或“增大”）木板的倾角，反复调节，直到纸带上打出的点迹间距相等为止．
（2）已知小车质量为M，盘和砝码的总质量为m，要使细线的拉力近似等于盘和砝码和总重力，应该满足的条件是m远小于M（填“远小于”、“远大于”或“等于”）．

（3）图丙为小车质量一定时，根据实验数据描绘的小车加速度a与盘和砝码的总质量m之间的实验关系图象．若牛顿第二定律成立，则小车的质量M=0.08kg．

Answer 1

分析 平衡摩擦力的标准为小车可以匀速运动，打点计时器打出的纸带点迹间隔均匀，
当小车的质量远大于砝码盘和砝码的总质量时，细线的拉力等于砝码盘和砝码的总重力大小；
根据牛顿第二定律的内容，结合图象的斜率含义，即可求解．

解答 解：（1）平衡摩擦力时，应不挂砝码，打出的纸带如图乙所示说明小车加速运动，故应减小倾角，直到纸带上打出的点迹间隔相等（均匀）为止．
（2）当小车的质量远大于砝码盘和砝码的总质量时，才能近似认为细线对小车的拉力大小等于砝码盘和砝码的总重力大小；
（3）根据mg=（M+m）a变式为$\frac{1}{a}$=$\frac{M}{g}$•$\frac{1}{m}$+$\frac{1}{g}$
由题意知k=$\frac{M}{g}$，b=$\frac{1}{g}$，所以M=$\frac{k}{b}$．
由图象可知k=$\frac{0.9-0.1}{100-0}$=0.008，b=0.1，
所以M=0.08 kg．
故答案为：（1）增大，间距相等；
（2）远小于；
（3）0.08；

点评 考查平衡摩擦力的目的，掌握细线的拉力近似等于盘和砝码和总重力的条件，理解牛顿第二定律的内容，注意图象斜率含义．