Question

12．某同學(xué)設(shè)計(jì)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．在桌面上畫出兩條平行線MN、PQ，并測出間距d．開始時(shí)將木板置于MN處，現(xiàn)緩慢向瓶中加水，直到木板剛剛開始運(yùn)動(dòng)為止，記下彈簧秤的示數(shù)F₀，以此表示滑動(dòng)摩擦力的大小．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)系為$a=\frac{{F}_{1}-{F}_{0}}{m}$．圖2中能表示該同學(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)$d=\frac{1}{2}a{t}^{2}$得，a=$\frac{2d}{{t}^{2}}$．
（2）根據(jù)牛頓第二定律得，$a=\frac{{F}_{1}-{F}_{0}}{m}$；則可知圖線的斜率表示質(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，直到木板剛剛開始運(yùn)動(dòng)，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(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）$a=\frac{{F}_{1}-{F}_{0}}{m}$；C；
（3）BC

點(diǎn)評 對于書本上的實(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．