Question

14．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(cè)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�。�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=$\frac{2d}{{t}^{2}}$；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與彈簧秤示數(shù)F₁的關(guān)系．如圖2所示圖象能表示該同學(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)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求出加速度．
（2）知道減小誤差的常用方法是多次測(cè)量取平均值．
（3）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)的位移公式可知：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）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(cè)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）$\frac{2d}{{t}^{2}}$；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) 本題考查了探究加速度與力的關(guān)系實(shí)驗(yàn)，知道實(shí)驗(yàn)原理是解題的關(guān)鍵；教材上的實(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．