Question

5．某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖1所示的裝置來(lái)探究加速度與力的關(guān)系，彈簧秤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秤的掛鉤和礦泉水瓶連接．在桌面上畫(huà)出兩條平行線(xiàn)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，記下彈簧秤的示數(shù)F_o，以此表示滑動(dòng)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(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=$\frac{2d}{{t}^{2}}$
（2）改變瓶中水的質(zhì)量重復(fù)實(shí)驗(yàn)，確定加速度a與彈簧秤示數(shù)F₁的關(guān)系．圖2圖象能表示該同學(xué)實(shí)驗(yàn)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(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 （1）根據(jù)勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的位移時(shí)間公式求出木板的加速度；
（2）根據(jù)實(shí)驗(yàn)得出的數(shù)據(jù)以及牛頓第二定律可得出對(duì)應(yīng)的表達(dá)式，并分析可能出現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果；
（3）通過(guò)比較兩種實(shí)驗(yàn)的原理可得出更好的實(shí)驗(yàn)方法．

解答 解：（1）根據(jù)勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的位移時(shí)間公式得，d=$\frac{1}{2}a{t}^{2}$，解得：a=$\frac{2d}{{t}^{2}}$；
（2）根據(jù)牛頓第二定律得：a=$\frac{F-{F}_{0}}{m}$；則可知圖線(xiàn)的斜率表示質(zhì)量的倒數(shù)；當(dāng)F₁＞F₀時(shí)，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(lái)越大．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）$\frac{2d}{{t}^{2}}$；（2）C；（3）BC．

點(diǎn)評(píng) 對(duì)于書(shū)本上的實(shí)驗(yàn)，我們要從實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)儀器、實(shí)驗(yàn)步驟、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)這幾點(diǎn)去搞清楚．實(shí)驗(yàn)的圖象描繪，物理結(jié)合數(shù)學(xué)的應(yīng)用都值得注意．