Question

4．探究加速度与力的关系装置如图1所示．带滑轮的长木板水平放置，细绳通过两光滑滑轮分别与弹簧秤挂钩和沙桶连接，细线与桌面平行．将木块放在靠近打点计时器的一端，缓慢向沙桶中添加细沙，直到木块开始运动，记下木块运动后弹簧秤的示数F，通过纸带求出木块运动的加速a．将木块放回原处，向沙桶中添加适量细沙，释放木块…，如此重复，获取多组a、F数据．

某同学根据实验数据做出了两个a-F图象如图2所示，正确的是B；已知图线与横轴的交点为F₀，则木块所受的滑动摩擦力大小为2F₀．

Answer 1

分析 根据牛顿第二定律得出a与F的关系式，结合关系式得出正确的图线．根据加速度等于零求出弹簧的拉力，从而求出此时的滑动摩擦力．

解答 解：小车所受的拉力等于2倍的弹簧秤拉力，可以直接测量得出，根据牛顿第二定律得：a=$\frac{2F-f}{m}$=$\frac{2}{m}$F-$\frac{f}{m}$，故正确的图线是B．
当弹簧拉力为F₀时，小车开始滑动，此时小车受到拉力为2F₀，则可知滑动摩擦力f=2F₀．
故答案为：B  2F₀

点评 本题实验源于课本实验，但是又不同于课本实验，关键要理解实验的原理，注意该实验不需要测量砂及沙桶的质量，也不需要保证沙及沙桶的质量远小于木块．