Question

【題目】某同學設計了如圖所示的裝置來探究加速度與力的關系。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。開始時讓木板置于MN處，現緩慢向瓶中加水，直到木板剛剛開始運動為止，記下彈簧秤的示數F0 ，以此表示滑動摩擦力的大小。再將木板放回原處并按住，繼續向瓶中加水后，記下彈簧秤的示數F1，然后釋放木板，并用秒表記下木板運動到P Q處的時間t。則：

(1)木板的加速度可以用d、t表示為a＝_______ 。

(2)改變瓶中水的質量重復實驗，確定加速度a與彈簧秤示數F1的關系。下列圖像能表示該同學實驗結果的是________ 。

(3)用加水的方法改變拉力的大小與掛鉤碼的方法相比，它的優點是_______。

A.可以改變滑動摩擦力的大小

B.可以更方便地獲取多組實驗數據

C.可以比較精確地測出滑動摩擦力的大小

D.可以獲得更大的加速度以提高實驗精度

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動，根據得

解得

即木板的加速度為。

(2)[2]AB．由于摩擦力的存在，所以當時，木板才產生加速度，即圖線不過原點，與橫軸有交點，AB錯誤；

CD．據題意，木板受到的滑動摩擦力為，對木板和礦泉水瓶組成的系統根據牛頓第二定律應有

聯立解得

其中m為礦泉水瓶的質量，M為木板的質量根據函數斜率和截距的概念可知，當時，近似不變，即圖像的斜率不變，當礦泉水的質量逐漸增大到一定量后變小，即圖像向下彎曲，C正確D錯誤。

故選C。

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

BC．緩慢向瓶中加水，拉力是連續增大，而掛鉤碼時拉力不是連續增大的，所以可以更方便地獲取多組實驗數據，比較精確地測出摩擦力的大小，BC正確；

D．由于加速度越大需要水的質量越大，而水的質量越大時圖象的斜率越小，實驗的精確度會越小，D錯誤。

故選BC。