Question

4．探究加速度與力的關系裝置如圖1所示．帶滑輪的長木板水平放置，細繩通過兩光滑滑輪分別與彈簧秤掛鉤和沙桶連接，細線與桌面平行．將木塊放在靠近打點計時器的一端，緩慢向沙桶中添加細沙，直到木塊開始運動，記下木塊運動后彈簧秤的示數F，通過紙帶求出木塊運動的加速a．將木塊放回原處，向沙桶中添加適量細沙，釋放木塊…，如此重復，獲取多組a、F數據．

某同學根據實驗數據做出了兩個a-F圖象如圖2所示，正確的是B；已知圖線與橫軸的交點為F₀，則木塊所受的滑動摩擦力大小為2F₀．

Answer 1

分析 根據牛頓第二定律得出a與F的關系式，結合關系式得出正確的圖線．根據加速度等于零求出彈簧的拉力，從而求出此時的滑動摩擦力．

解答 解：小車所受的拉力等于2倍的彈簧秤拉力，可以直接測量得出，根據牛頓第二定律得：a=$\frac{2F-f}{m}$=$\frac{2}{m}$F-$\frac{f}{m}$，故正確的圖線是B．
當彈簧拉力為F₀時，小車開始滑動，此時小車受到拉力為2F₀，則可知滑動摩擦力f=2F₀．
故答案為：B  2F₀

點評 本題實驗源于課本實驗，但是又不同于課本實驗，關鍵要理解實驗的原理，注意該實驗不需要測量砂及沙桶的質量，也不需要保證沙及沙桶的質量遠小于木塊．