题目内容

16．某实验小组用如图1所示的实验装置来探究加速度与力的关系，打点计时器固定在桌面上，纸带的右边缘固定一根表面光滑的玻璃棒来代替滑轮，细绳的两端分别与弹簧秤的挂钩和装有细沙的小桶连接，开始时木板靠近打点计时器处于静止状态，现缓慢向小桶中加入沙子，直到木板刚刚开始运动为止，记下弹簧秤的示数F，以此表示木板所受摩擦力的大小，再将木板放回原处并按住，继续向小桶中加入沙子，停止时记下弹簧秤的示数F，接通打点计时器，然后释放木板，得到一条记录小车位移和运动时间的纸带．

（1）打点计时器使用的交流电周期为T=0.02s，该组同学在正确操作实验的情况下获得了如图1所示的一条纸带，其中A、B、C、D、E每两点之间还有4个点没有标出．根据纸带所提供的数据，求得小车的加速度a=0.62m/s2．
（2）改变小桶中沙的质量重复实验，确定加速度a与弹簧秤示数F1的关系，如图3的图象能表示该同学实验结果的是C；

（3）用上述实验方法，同学们可以实现的操作有abce．
a．可以测出摩擦力的大小
b．可以比较连续的改变拉力的大小
c．可以获得更多组实验数据
d．可以获得更大的加速度以提高实验精度
e．可以直接得出物块加速度与物块所受拉力（F1-F0）的关．

分析 （1）根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT2可以求出加速度的大小；
（2）根据牛顿第二定律求出加速度的表达式，进而选择图象；
（3）缓慢向小桶中加入沙子，可以取得连续的拉力值，更方便地获取多组实验数据，提高实验精度．

解答 解：（1）A、B、C、D、E每两点之间还有4个点没有标出，则相邻两个计数点的时间间隔为：t=0.1s，
根据匀变速直线运动的推论公式△x=at2结合作差法得：a=$\frac{{x}_{CE}-{x}_{AC}}{4{t}^{2}}=\frac{0.0856-0.0304-0.0304}{0.04}$=0.62m/s2，
（2）由牛顿第二定律可知：F-F0=ma，故a=$\frac{1}{m}$F-$\frac{{F}_{0}}{m}$，
当F1＞F0时，木板才产生加速度．随着继续向小桶中加入沙子后，小桶中加入沙子的质量不断增加，小桶中加入沙子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．
故选：C．
（3）a、缓慢向小桶中加入沙子，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a正确．
b、缓慢向小桶中加入沙子，重力缓慢增加，可以比较连续的改变拉力的大小，故b正确．
c、缓慢向小桶中加入沙子，可以更方便地获取多组实验数据，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．
e、根据牛顿第二定律可知，F1-F0=ma，即可以直接得出物块加速度与物块所受拉力（F1-F0）的关系，故e正确．
故选：abce．
故答案为：（1）0.62； （2）C；（3）abce

点评 实验要明白实验目的，懂得实验原理，科学选择器材，合理安排实验步骤，细心记录数据，认真分析和处理数据，总结实验结论，能根据作差法求解加速度．

练习册系列答案
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