Question

11．某同學(xué)設(shè)計了如圖所示的裝置來探究加速度與力的關(guān)系．彈簧秤固定在一個合適的木板上，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)繩的兩端分別與彈簧秤的掛鉤與礦泉水連接．在桌面上畫出兩條平行線MN、PQ，并測出間距d．開始時將固定喲彈簧秤的木板置于MN處，現(xiàn)緩慢向瓶中加水，直到木板剛剛開始運動為止，記下彈簧秤的示數(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，記下彈簧秤的示數(shù)F₁，然后釋放木板，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=$\frac{2d}{{t}^{2}}$；為了減小測量加速度的偶然誤差，可以多次測量時間t，取t的平均值；
②改變瓶中水的質(zhì)量重復(fù)實驗，確定加速度a與彈簧秤示數(shù)F₁的關(guān)系．下列圖象能粗略表示該同學(xué)實驗結(jié)果的是C．

③用加水的方法改變拉力的大小與掛鉤的方法相比，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 （1）根據(jù)運動學(xué)公式求出加速度；
（2）知道當(dāng)水的質(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于木板的質(zhì)量時，水的重力近似等于繩子的拉力；
（3）不可以改變滑動摩擦力的大小，鉤碼的質(zhì)量不連續(xù)，測量摩擦力難以精確．

解答 解：（1）根據(jù)勻變速直線運動公式得：
a=$\frac{2d}{{t}^{2}}$
（2）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(yuǎn)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．
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，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）$\frac{2d}{{t}^{2}}$；（2）C；（3）BC．

點評 解決實驗問題首先要掌握該實驗原理，了解實驗的操作步驟和數(shù)據(jù)處理以及注意事項，尤其是理解平衡摩擦力和M＞＞m的操作和要求的含義．涉及到圖象問題，首先根據(jù)相應(yīng)的物理規(guī)律寫出公式，然后整理出關(guān)于縱軸與橫軸物理量的函數(shù)表達(dá)式，再根據(jù)斜率和截距的概念即可求解．