Question

12．某同学设计了如图1所示的装置来探究加速度与力的关系．弹簧秤固定在一合适的木块上，桌面的右边缘固定一个光滑的定滑轮，细绳的两端分别与弹簧秤的挂钩和矿泉水瓶连接．在桌面上画出两条平行线P、Q，并测出间距d．开始时将木块置于P处，现缓慢向瓶中加水，直到木块刚刚开始运动为止，记下弹簧秤的示数F₀，以此表示滑动摩擦力的大小．再将木块放回原处并按住，继续向瓶中加水后，记下弹簧秤的示数F，然后释放木块，并用秒表记下木块从P运动到Q处的时间t．

①木块的加速度可以用d、t表示为a=$\frac{2d}{{t}^{2}}$．
②改变瓶中水的质量重复实验，确定加速度a与弹簧秤示数F的关系．下列图2图象能表示该同学实验结果的是C．
③用加水的方法改变拉力的大小与挂钩码的方法相比，它的优点是BC．
A．可以改变滑动摩擦力的大小
B．可以更方便地获取更多组实验数据
C．可以更精确地测出摩擦力的大小
D．可以获得更大的加速度以提高实验精度．

Answer 1

分析 长木板做匀加速直线运动，根据位移时间关系公式列式求解加速度；
知道减小误差的常用方法是多次测量取平均值；
知道当水的质量远远小于木板的质量时，水的重力近似等于绳子的拉力．

解答 解：①根据匀变速直线运动公式得：d=$\frac{1}{2}a{t}^{2}$，
解得：a=$\frac{2d}{{t}^{2}}$．
②当F₁＞F₀时，木板才产生加速度．随着继续向瓶中加水后，矿泉水瓶的质量不断增加，矿泉水瓶的质量不能远小于木板的质量，那么水的重力与绳子的拉力差值越来越大，则图象出现弯曲．故ABD错误，C正确，故选：C．
③A、不可以改变滑动摩擦力的大小，故A错误．
B、缓慢向瓶中加水，可以更方便地获取多组实验数据，故B正确．
C、缓慢向瓶中加水，直到木板刚刚开始运动，可以比较精确地测出摩擦力的大小，故C正确．
D、并没有获得很大的加速度，可以获取多组实验数据以提高实验精度．故D错误．
故选：BC．
故答案为：（1）$\frac{2d}{{t}^{2}}$；（2）C；BC．

点评 书本上的实验，我们要从实验原理、实验仪器、实验步骤、实验数据处理、实验注意事项这几点去搞清楚．实验的图象描绘，物理结合数学的应用都值得注意．