题目内容
【题目】某同学设计了如图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。开始时让木板置于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P Q处的时间t。则:
(1)木板的加速度可以用d、t表示为a=_______ 。
(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。下列图象能表示该同学实验结果的是________ 。
(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 _______ 。
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滑动摩擦力的大小
D.可以获得更大的加速度以提高实验精度
【答案】 ; C; BC;
【解析】(1)根据运动学位移与时间关系应有:d=at2,解得a=;
(2)根据题意,木板受到的滑动摩擦力为f=F0,对木板和矿泉水瓶组成的系统根据牛顿第二定律应有F1-f=(m+M)a,
联立解得 ,其中m为矿泉水瓶的质量,M为木板的质量;根据函数斜率和截距的概念可知,随当矿泉水质量m增大a-F1图象的斜率逐渐减小,所以能表示实验结果的是C图;
(3)由于木板受到的摩擦力与矿泉水的质量无关,所以A错误;由于水与砝码相比能任意改变,所以它的优点是可以更方便地获取多组数据,所以B正确;由于水的多少可以任意变化,可以比较精确地测出木板所受摩擦力的大小,所以C正确;由于加速度越大需要水的质量越大,而水的质量越大时图象的斜率越小,实验的精确度会越小,所以D错误;故选BC.