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(2010·山东理综)某同学设计了如下图所示的装置来探究加速度与力的关系.*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*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*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*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=________;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)______.
(2)改变瓶中水的质量重复实验,确定加速度a与*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摩擦力的大小
d.可以获得更大的加速度以提高实验精度
【回答】
解析: (1)木板做初速度为零的匀加速直线运动,其位移d=at2,加速度a=.为了减小偶然误差,可多次测量时间t,取t的平均值.
(2)当F1<F0时,木块不动,加速度为零,a、b均错;当F1>F0时,木板开始运动,但F1并非绳子的拉力而是瓶和水的总重力,只有当瓶和水的质量远小于木板和*簧秤的质量时,F1才可近似等于绳子拉力,此时a-F1图线为一段倾斜的直线,当瓶和水的质量不远小于木板和*簧的总质量时,绳子的拉力将小于F1,其加速度a随着F1的增大而增加的变慢,即a-F1图线的斜率将逐渐减小,因而只有c项正确.
(3)用加水的方法改变拉力的大小与挂钩码相比,水的质量可以连续调节,因而F1的大小也可以连续调节,从而比较精确地测出摩擦力的大小和更方便地获取多组实验数据,故正确*为b、c.
*: (1) 多次测量时间t,取t的平均值 (2)c (3)bc
知识点:专题十三 中学物理实验
题型:实验,探究题
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