Question

1．用拉力傳感器和速度傳感器“探究加速度a與物體受力F的關系”的實驗裝置示意圖如圖1所示，實驗中用拉力傳感器記錄小車所受拉力大小，在長木板上相距L=48.0cm的A、B兩個位置分別安裝速度傳感器1和2，用以記錄小車到達A、B兩位置時的速率．

（1）實驗主要步驟如下：
①將拉力傳感器固定在小車上；
②調(diào)整長木板的傾角角度，以平衡小車受到的摩擦力，在不掛鉤碼的情況下，輕推小車，看小車是否做勻速直線運動；
③把細線的一端固定在拉力傳感器上，另一端通過定滑輪與鉤碼相連；
④接通電源后自O點靜止釋放小車，小車在細線拉動下運動，記錄細線拉力F的大小及小車分別到達A、B時的速率v_A、v_B；
⑤改變所掛鉤碼的數(shù)量，重復④的操作．
（2）表中記錄了實驗測得的幾組數(shù)據(jù)，（v_B²-v_A²）是兩個速度傳感器記錄速率的平方差，用本題中設定的物理量表述加速度，其表達式a=$\frac{{{v}_{B}}^{2}-{{v}_{A}}^{2}}{2L}$．

次數(shù)	F（N）	（vB2-vA2）（m2/s2）	a（m/s2）
1	0.60	0.77	0.80
2	1.04	1.61	1.68
3	1.42	2.34	2.44
4	2.62	4.65	4.84
5	3.00	5.49	5.72

（3）請根據(jù)表中提供的數(shù)據(jù)，在如圖2“a-F”坐標系中描點作圖，作出“a-F”圖象．
（4）從理論上來看“a-F”圖象是過原點的一條直線，本次實驗得到的圖線卻不過坐標原點，其中原因是沒有完全平衡摩擦力或拉力傳感器讀數(shù)偏大．

Answer 1

分析 （1）②注意平衡摩擦力的原理，利用重力沿斜面的分力來平衡摩擦力，若物體能勻速運動則說明恰好平衡了摩擦力．
（2）根據(jù)位移與速度的關系${{v}_{t}}^{2}-{{v}_{0}}^{2}$=2as可求出物體的加速度表達式，根據(jù)表達式即可求出第三次物體加速度；
（3）在圖中描繪出表中各點，然后用平滑直線將各點連接即可．
（4）對比實際與理論圖象可知，有外力時還沒有加速度，由此可得出產(chǎn)生偏差原因．

解答 解（1）只要小車做勻速直線運動，那么小車沿斜面重力的分力就和摩擦力等大反向．
（2）根據(jù)勻變速直線運動的位移與速度公式${{v}_{t}}^{2}-{{v}_{0}}^{2}$=2as可求出：a=$\frac{{{v}_{B}}^{2}-{{v}_{A}}^{2}}{2L}$．
（3）根據(jù)表中數(shù)據(jù)，得出圖象如圖所受．

（4）對比圖象可知，實際圖象沒有過原點而是和橫坐標有交點，造成原因為沒有完全平衡摩擦力或拉力傳感器讀數(shù)偏大．
故答案為：（1）勻速直線；（2）$\frac{{{v}_{B}}^{2}-{{v}_{A}}^{2}}{2L}$（3）如圖所示；（4）沒有完全平衡摩擦力或拉力傳感器讀數(shù)偏大．

點評 明確實驗原理，正確進行誤差分析和數(shù)據(jù)處理是對學生學習實驗的基本要求，要加強這方面的訓練．