Question

20．探究加速度與力的關(guān)系裝置如圖1所示．帶滑輪的長木板水平放置，細(xì)繩通過兩光滑滑輪分別與彈簧秤掛鉤和沙桶連接，細(xì)線與桌面平行．將木塊放在靠近打點計時器的一端，緩慢向沙桶中添加細(xì)沙，直到木塊開始運(yùn)動，記下木塊運(yùn)動后彈簧秤的示數(shù)F，通過紙帶求出木塊運(yùn)動的加速度a．將木塊放回原處，向沙桶中添加適量細(xì)沙，釋放木塊…，如此重復(fù)，獲取多組a、F數(shù)據(jù)．

（1）關(guān)于該實驗的操作，以下說法正確的是AB
A．實驗過程中，應(yīng)先閉合打點計時器開關(guān)，再釋放小車
B．通過緩慢添加細(xì)沙，可以方便地獲取多組實驗數(shù)據(jù)
C．每次添加細(xì)沙后，需測出沙及沙桶的質(zhì)量
D．實驗過程要確保沙及沙桶的質(zhì)量遠(yuǎn)小于木塊的質(zhì)量
（2）某同學(xué)根據(jù)實驗數(shù)據(jù)做出了兩個a-F圖象如圖2所示，正確的是B；已知圖線與橫軸的交點為F₀，則木塊所受的滑動摩擦力大小為2F₀．

Answer 1

分析 （1）該實驗不需要測量沙及沙桶的質(zhì)量，繩子的拉力由彈簧秤直接測量，不需要滿足沙及沙桶的質(zhì)量遠(yuǎn)小于木塊．
（2）根據(jù)牛頓第二定律得出a與F的關(guān)系式，結(jié)合關(guān)系式得出正確的圖線．根據(jù)加速度等于零求出彈簧的拉力，從而求出此時的滑動摩擦力．

解答 解：（1）A、實驗中應(yīng)該先接通電源后釋放紙帶，故A正確．
B、通過緩慢添加細(xì)沙，可以方便地獲取多組實驗數(shù)據(jù)，故B正確．
C、繩子的拉力可以通過彈簧測力計測出，不需要測量砂及沙桶的質(zhì)量，也不需要保證沙及沙桶的質(zhì)量遠(yuǎn)小于木塊．故C、D錯誤．
故選：AB．
（2）小車所受的拉力等于2倍的彈簧秤拉力，可以直接測量得出，根據(jù)牛頓第二定律得：a=$\frac{2F-f}{m}$=$\frac{2}{m}F-\frac{f}{m}$，故正確的圖線是B．
當(dāng)彈簧拉力為F₀時，小車開始滑動，可知滑動摩擦力f=2F₀．
故答案為：（1）AB  （2）B，2F₀

點評 本題實驗源于課本實驗，但是又不同于課本實驗，關(guān)鍵要理解實驗的原理，注意該實驗不需要測量砂及沙桶的質(zhì)量，也不需要保證沙及沙桶的質(zhì)量遠(yuǎn)小于木塊．