Question

18．某同學設計了如圖1所示的裝置來探究加速度與力的關系．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．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�。�再將木塊放回原處并按住，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處的時間t．

（1）木塊的加速度可以用d和t表示為a=$\frac{2d}{{t}^{2}}$．
（2）改變瓶中水的質(zhì)量重復實驗，確定加速度a與彈簧秤示數(shù)F的關系．圖2中能表示該同學實驗結(jié)果的是C．

Answer 1

分析 （1）木塊做勻加速直線運動，根據(jù)位移時間關系公式列式求解加速度；
（2）根據(jù)牛頓第二定律求出加速度的表達式，根據(jù)表達式分析a隨著F的變化關系，從而選擇圖象．

解答 （1）由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，
由a=$\frac{1}{m}$F-$\frac{{F}_{0}}{m}$，
當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．
故答案為：（1）$\frac{2d}{{t}^{2}}$；（2）C

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)學的應用都值得注意．