Question

12．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(xì)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、t表示為a=$\frac{2d}{{t}^{2}}$．
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)F的關(guān)系．下列圖2圖象能表示該同學(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(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．

解答 解：①根據(jù)勻變速直線運動公式得：d=$\frac{1}{2}a{t}^{2}$，
解得：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，則圖象出現(xiàn)彎曲．故ABD錯誤，C正確，故選：C．
③A、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；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．