Question

11．某同學(xué)設(shè)計了如圖1所示的裝置來探究“加速度與力的關(guān)系”．彈簧秤固定在一合適的木塊上，桌面的右邊緣固定一個光滑的定滑輪，細繩的兩端分別與彈簧秤的掛鉤和礦泉水瓶連接（其中彈簧秤與定滑輪之間的一段細繩與桌面平行）．在桌面上畫出兩條平行線P、Q，并測出間距d．開始時將木塊置于P處，現(xiàn)緩慢向瓶中加水，直到木塊剛剛開始運動為止，記下彈簧秤的示數(shù)F₀，以此表示滑動摩擦力的大�。辉賹⒛緣K放回原處并按住，繼續(xù)向瓶中加水后，記下彈簧秤的示數(shù)F，然后釋放木塊，并用秒表記下木塊從P運動到Q的時間t．

（1）木塊的加速度可以用d、t表示為a=$\frac{1}{m}$F-$\frac{{F}_{0}}{m}$
（2）（單選）改變瓶中水的質(zhì)量，重復(fù)實驗，確定加速度a與彈簧秤的示數(shù)F的關(guān)系．如圖2的圖象能表示該同學(xué)實驗結(jié)果的是C．
（3）（多選）用加水的方法改變拉力的大小與掛鉤碼的方法相比，它的優(yōu)點是BC．
A．可以改變滑動摩擦力的大小        B．可以更方便地獲取更多組實驗數(shù)據(jù)
C．可以更精確地測出摩擦力的大小    D．可以獲得更大的加速度以提高實驗精度．

Answer 1

分析 長木板做勻加速直線運動，根據(jù)位移時間關(guān)系公式列式求解加速度；
知道減小誤差的常用方法是多次測量取平均值；
知道當(dāng)水的質(zhì)量遠遠小于木板的質(zhì)量時，水的重力近似等于繩子的拉力．

解答 解：（1）根據(jù)勻變速直線運動公式得：
d=$\frac{1}{2}$at²
可得：a=$\frac{2d}{{t}^{2}}$．
（2）由牛頓第二定律可知，F(xiàn)-F₀=ma，故a=$\frac{1}{m}$F-$\frac{{F}_{0}}{m}$，
當(dāng)F₁＞F₀時，木板才產(chǎn)生加速度．隨著繼續(xù)向瓶中加水后，礦泉水瓶的質(zhì)量不斷增加，
礦泉水瓶的質(zhì)量不能遠小于木板的質(zhì)量，那么水的重力與繩子的拉力差值越來越大，則圖象出現(xiàn)彎曲．
故選：C．
（3）A、不可以改變滑動摩擦力的大小，故A錯誤．
B、緩慢向瓶中加水，直到木板剛剛開始運動，可以比較精確地測出摩擦力的大小，故B正確．
C、緩慢向瓶中加水，可以更方便地獲取多組實驗數(shù)據(jù)，故C正確．
D、并沒有獲得很大的加速度，可以獲取多組實驗數(shù)據(jù)以提高實驗精度．故D錯誤．
故選：BC．
故答案為：（1）$\frac{2d}{{t}^{2}}$；（2）C；（3）BC

點評 本題考查“加速度與力的關(guān)系”的實驗，要注意明確實驗原理，能根據(jù)實驗原理科學(xué)選擇器材，合理安排實驗步驟，細心記錄數(shù)據(jù)，認真分析和處理數(shù)據(jù)，總結(jié)實驗結(jié)論．