Question

16．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．拉力傳感器固定在一合適的木板上，桌面的右邊緣固定一支表面光滑的鉛筆以代替定滑輪，細(xì)繩的兩端分別與傳感器的掛鉤和礦泉水瓶連接．在桌面上畫出兩條平行線MN、PQ，并測出間距d．開始時將木板置于MN處，現(xiàn)緩慢向瓶中加水，直到木板剛剛開始運動為止，記下傳感器的示數(shù)F₀，以此表示滑動摩擦力的大�。�再將木板放回原處并按住，繼續(xù)向瓶中加水后，再釋放木板，記下傳感器的示數(shù)F₁，并用秒表記下木板運動到PQ處的時間t．
（1）木板的加速度可以用d、t表示為a=$\frac{2d}{{t}^{2}}$；若木板與傳感器的總質(zhì)量為M，礦泉水瓶及瓶中水的總質(zhì)量為m，實驗中不需要（填“需要”或“不需要”）滿足M＞＞m．
（2）改變瓶中水的質(zhì)量重復(fù)實驗，確定加速度a與傳感器示數(shù)F₁的關(guān)系．下列圖象2能表示該同學(xué)實驗結(jié)果的是D

（3）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．可以更方便地獲取多組實驗數(shù)據(jù)
C．可以比較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，繩子的拉力可以用傳感器直接得出，不需要用重物的重力代替，知道減小誤差的常用方法是多次測量取平均值，明確緩慢加水時，水的質(zhì)量比較連續(xù)，可以更方便地獲取多組實驗數(shù)據(jù)．

解答 解：（1）根據(jù)勻變速直線運動公式得：
a=$\frac{2d}{{t}^{2}}$，
繩子的拉力可以用傳感器直接得出，不需要用重物的重力代替，所以不需要滿足M＞＞m，
（2）當(dāng)F₁＞F₀時，木板才產(chǎn)生加速度，根據(jù)牛頓第二定律可知，加速度與F成線性關(guān)系，本題中不需要滿足M＞＞m，所以圖象不會彎曲，故D正確．
故選：D．
（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，可以更方便地獲取多組實驗數(shù)據(jù)，故B正確．
C、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）$\frac{2d}{{t}^{2}}$；不需要；（2）D；（3）BC

點評 書本上的實驗，我們要從實驗原理、實驗儀器、實驗步驟、實驗數(shù)據(jù)處理、實驗注意事項這幾點去搞清楚．實驗的圖象描繪，物理結(jié)合數(shù)學(xué)的應(yīng)用都值得注意．