Question

3．某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖所示的裝置來(lái)探究加速度與力的關(guān)系，彈簧測(cè)力計(jì)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)繩的兩端分別與彈簧測(cè)力計(jì)的掛鉤和礦泉水瓶連接．在桌面上畫(huà)出兩條平行線MN、PQ，并測(cè)出間距d．開(kāi)始時(shí)將木板置于MN處，現(xiàn)緩慢向瓶中加水，直到木板剛剛開(kāi)始運(yùn)動(dòng)為止，記下彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F₀，以此表示滑動(dòng)摩擦力的大�。畬⒛景宸呕卦�處并按住，繼續(xù)向瓶中加水后，記下彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F₁，然后釋放木板，并用停表記下木板運(yùn)動(dòng)到PQ處的時(shí)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(cè)量加速度的偶然誤差可以采用的方法是（一種即可）保持F₁不變，重復(fù)實(shí)驗(yàn)多次測(cè)量求平均值．
（2）改變瓶中水的質(zhì)量重復(fù)實(shí)驗(yàn)，確定加速度a與彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)F₁的關(guān)系．下列圖象能表示該同學(xué)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的是C．

（3）用加水的辦法改變拉力的大小與掛鉤的方法相比，它的優(yōu)點(diǎn)是BC．
a．可以改變滑動(dòng)摩擦力的大小
b．可以更方便地獲取多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)
c．可以比較精確地測(cè)出摩擦力的大小
d．可以獲得更大的加速度以提高實(shí)驗(yàn)精度．

Answer 1

分析 根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求出加速度．
知道減小誤差的常用方法是多次測(cè)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(shí)，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(yùn)動(dòng)公式得：a=$\frac{2d}{{t}^{2}}$
為了減小測(cè)量加速度的偶然誤差可以采用的方法是保持F₁不變，重復(fù)實(shí)驗(yàn)多次測(cè)量，求平均值．
（2）根據(jù)牛頓第二定律可得F₁-F₀=ma，解得a=$\frac{{F}_{1}}{m}$-$\frac{{F}_{0}}{m}$，當(dāng)F₁＞F₀時(shí)，木板才產(chǎn)生加速度．此實(shí)驗(yàn)要求水的質(zhì)量必須遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于木板質(zhì)量，當(dāng)?shù)V泉水的質(zhì)量逐漸增大到一定量后，圖象將向下彎曲，只有圖象C符合該同學(xué)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果．故選C．
（3）A、不可以改變滑動(dòng)摩擦力的大小，故A錯(cuò)誤．
B．緩慢向瓶中加水，可以更方便地獲取多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，故B正確．
C．緩慢向瓶中加水，直到木板剛剛開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，可以比較精確地測(cè)出摩擦力的大小，故C正確．
D．并沒(méi)有獲得很大的加速度，可以獲取多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)以提高實(shí)驗(yàn)精度．故D錯(cuò)誤．
故選：BC．
故答案為：（1）$\frac{2d}{{t}^{2}}$，保持F₁不變，重復(fù)實(shí)驗(yàn)多次測(cè)量求平均值，
（2）C，
（3）BC．

點(diǎn)評(píng) 實(shí)驗(yàn)要明白實(shí)驗(yàn)?zāi)康�，懂得�?shí)驗(yàn)原理，科學(xué)選擇器材，合理安排實(shí)驗(yàn)步驟，細(xì)心記錄數(shù)據(jù)，認(rèn)真分析和處理數(shù)據(jù)，總結(jié)實(shí)驗(yàn)結(jié)論．