Question

【題目】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(cè)出間距d。開(kāi)始時(shí)讓木板置于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)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P Q處的時(shí)間t。則：

(1)木板的加速度可以用d、t表示為a＝_______ 。

(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。下列圖像能表示該同學(xué)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的是________ 。

(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_______。

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)出滑動(dòng)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

【答案】 C BC

【解析】

(1)[1]木板做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，根據(jù)得

解得

即木板的加速度為。

(2)[2]AB．由于摩擦力的存在，所以當(dāng)時(shí)，木板才產(chǎn)生加速度，即圖線不過(guò)原點(diǎn)，與橫軸有交點(diǎn)，AB錯(cuò)誤；

CD．據(jù)題意，木板受到的滑動(dòng)摩擦力為，對(duì)木板和礦泉水瓶組成的系統(tǒng)根據(jù)牛頓第二定律應(yīng)有

聯(lián)立解得

其中m為礦泉水瓶的質(zhì)量，M為木板的質(zhì)量根據(jù)函數(shù)斜率和截距的概念可知，當(dāng)時(shí)，近似不變，即圖像的斜率不變，當(dāng)?shù)V泉水的質(zhì)量逐漸增大到一定量后變小，即圖像向下彎曲，C正確D錯(cuò)誤。

故選C。

(3)[3]A．木板與桌面間的正壓力以及動(dòng)摩擦因數(shù)不變，所以加水的方法不改變滑動(dòng)摩擦力的大小，A錯(cuò)誤；

BC．緩慢向瓶中加水，拉力是連續(xù)增大，而掛鉤碼時(shí)拉力不是連續(xù)增大的，所以可以更方便地獲取多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，比較精確地測(cè)出摩擦力的大小，BC正確；

D．由于加速度越大需要水的質(zhì)量越大，而水的質(zhì)量越大時(shí)圖象的斜率越小，實(shí)驗(yàn)的精確度會(huì)越小，D錯(cuò)誤。

故選BC。