题目内容
20．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板上，桌面的右边缘固定一支表面光滑的铅笔以代替定滑轮，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MN、PQ，并测出间距d．开始时将木板置于MN处，现缓慢向瓶中加水，直到木板刚刚开始运动为止，记下弹簧秤的示数F0，以此表示滑动摩擦力的大小．再将木板放回原处并按住，继续向瓶中加水后，记下弹簧秤的示数F1，然后释放木板，并用秒表记下木板运动到PQ处的时间t．①木板的加速度可以用d、t表示为a=$\frac{2d}{{t}^{2}}$；为了减小测量加速度的偶然误差可以采用的方法是（一种即可）保持F1不变，重复实验多次测量，求平均值．
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F1的关系．图2的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．可以更方便地获取多组实验数据
C．可以比较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．
分析 ①根据运动学公式求出加速度．
②知道减小误差的常用方法是多次测量取平均值．
③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，同时明确水可以连续加入，从而更方便得到多组数据．
解答 解：①木板在绳子拉力的作用下做初速度为零的匀加速直线运动，由d=$\frac{1}{2}a{t}^{2}$可知：a=$\frac{2d}{{t}^{2}}$．为了减小测量加速度的偶然误差可以采用的方法是保持F1不变，重复实验多次测量d、t，取平均值．
②该实验原理与教材实验原理类似，同样需要满足木板的质量M远大于矿泉水瓶的质量m，此时可认为绳上的拉力T近似等于弹簧秤示数F1．本实验中没有平衡摩擦力，但通过题意可知受到的摩擦力为F0，木板受到的合外力为F1-F0．图象反映的是a与F1的关系，而不是a与F1-F0的关系，所以图象不过原点．当F1增大时，即矿泉水瓶的质量m增大时，实验的前提条件不再满足，此时a越大，绳上的拉力T就越小于弹簧秤示数F1，加速度增加得就越慢，图线向下弯曲，c正确．
③用加水的方法改变拉力的大小与挂钩码的方法相比，它的优点是可以更方便地获取多组实验数据和比较精确地测出摩擦力的大小，B、C说法是正确的．两种实验方法都可以改变滑动摩擦力的大小，A错误；通过②中分析可以知道当加速度增大时，实验条件便不再满足，此时实验误差变大，D说法错误．
故答案为：①$\frac{2d}{{t}^{2}}$； 保持F1不变，重复实验多次测量，求平均值 ②c ③B、C
点评 本题考查探究加速度与物体质量、受力的关系实验，注意实验来自于课本实验的改进，要注意分析与课本实验的不同，但还是要注意明确实验基本原理的分析方法，从而明确实验数据的处理方法．
练习册系列答案
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10．
一列向x轴正方向传播的横波如图所示，波上有M、N两点．有关这两点的振动方向，下列说法正确的是（ ）
一列向x轴正方向传播的横波如图所示，波上有M、N两点．有关这两点的振动方向，下列说法正确的是（ ）| A． | M点向上振动，N点向下振动 | B． | M点向下振动，N点向上振动 | ||
| C． | M点向上振动，N点向上振动 | D． | M点向下振动，N点向下振动 |
如图所示，在墙壁上用铰链固定一个轻杆AB，其A端用绳AC固定，已知AC与AB的夹角为α=30°，不断增加重物质量，AB杆将断裂时，AC绳也恰好到了断裂的临界，求AB杆与AC绳最大耐受力之比为？
如图所示，一列周期为T的横波在绳上向左传播，t=0时刻正好传到P点，则P点将向上开始运动．请在图上画出t=$\frac{3}{4}$T 时刻该段绳上的波形图．
15．
如图所示，实线是沿x轴传播的一列简谐横波在t=0时刻的波形图，虚线是这列波在t=0.2s时刻的波形图．已知该波的波速是v=0.8m/s，振幅A=4cm．则下列说法正确的是（ ）
如图所示，实线是沿x轴传播的一列简谐横波在t=0时刻的波形图，虚线是这列波在t=0.2s时刻的波形图．已知该波的波速是v=0.8m/s，振幅A=4cm．则下列说法正确的是（ ）| A． | 这列波的传播方向一定为x轴的负方向 | |
| B． | t=0时刻x=8cm处的质点向下振动 | |
| C． | 经过t=1s，x=2cm处的质点位于平衡位置 | |
| D． | t=0.2s时刻x=4cm处的质点位移为-2$\sqrt{3}$cm |
5．
A、B是某电场中一条电场线上的两点，一个负电荷仅在电场力作用下，沿电场线从A点运动到B点，速度图象如图所示．下列关于A、B两点电场强度E的大小和电势φ的高低的判断，正确的是（ ）
A、B是某电场中一条电场线上的两点，一个负电荷仅在电场力作用下，沿电场线从A点运动到B点，速度图象如图所示．下列关于A、B两点电场强度E的大小和电势φ的高低的判断，正确的是（ ）| A． | EA＞EB | B． | EA＜EB | C． | φA=φB | D． | φA＜φB |
12．有甲、乙两个物体分别同时从高地500m的空气开始做落体运动．甲质量较大，体积较小，由静止开始自由落下，不计空气阻力，取g=10m/s2；乙物体质量较小，体积较大，以初速度v=10m/s，a=8m/s2的加速度做落体运动，则下列说法正确的是（ ）
| A． | 甲先落地，乙后落地 | |
| B． | 甲、乙两物体同时落地 | |
| C． | 甲从开始下落的时刻起，甲在第1s内的位移和最后1s内的位移的比为1：19 | |
| D． | 甲、乙两物体速度相等时，甲的高度为250m |
9．
如图，一轻质弹簧一端与墙相连，另一端与一物体接触，当弹簧在O点位置时，弹簧没有形变．现用力将物体压缩至A点，然后放手，物体向右运动至C点而静止，AC距离为L．第二次将物体与弹簧相连，仍将它压缩至A点放手，则第二次物体在停止运动前所经过的总路程S可能为（ ）
如图，一轻质弹簧一端与墙相连，另一端与一物体接触，当弹簧在O点位置时，弹簧没有形变．现用力将物体压缩至A点，然后放手，物体向右运动至C点而静止，AC距离为L．第二次将物体与弹簧相连，仍将它压缩至A点放手，则第二次物体在停止运动前所经过的总路程S可能为（ ）| A． | S=L | B． | S＞L | C． | S＜L | D． | 条件不足 |
10．用一恒定水平力拉着一物体在光滑的水平面上运动通过一段位移，拉力做功为W1，功率为P1，如用相同的力拉着相同的物体在粗糙的水平面上通过相同位移，拉力做功W2功率为P2下列说法正确的是（ ）
| A． | W1＞W2，P1=P2 | B． | W1＞W2，P1＜P2 | C． | W1=W2，P1=P2 | D． | W1=W2，P1＞P2 |