Question

19．現(xiàn)要用如圖1所示裝置探究“物體的加速度與受力的關(guān)系”，小車(chē)所受拉力及其速度大小可分別由拉力傳感器和速度傳感器記錄下來(lái)．速度傳感器安裝在距離L=48.0cm的長(zhǎng)木板的A、B兩點(diǎn)．

①實(shí)驗(yàn)主要步驟如下：
A．將拉力傳感器固定在小車(chē)上；
B．把細(xì)線的一端固定在拉力傳感器上，另一端通過(guò)定滑輪與鉤碼相連；
C．接通電源后自C點(diǎn)釋放小車(chē)，小車(chē)在細(xì)線拉動(dòng)下運(yùn)動(dòng)，記錄細(xì)線拉力F的大小及小車(chē)分別到達(dá)A、B時(shí)的速率v_A、v_B；
D．改變所掛鉤碼的數(shù)量，重復(fù)D的操作．
②下表中記錄了實(shí)驗(yàn)測(cè)得的幾組數(shù)據(jù)，v_B²-v_A²是兩個(gè)速度傳感器記錄的速率的平方差，則加速度的表達(dá)式a=$\frac{{{v}_{B}^{2}-v}_{A}^{2}}{2L}$．表中的第3次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)應(yīng)該為a=2.44m/s²（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）．

次數(shù)	F（N）	v B 2-v A 2 （m 2/s 2 ）	a（m/s 2 ）
1	0.60	0.77	0.80
2	1.04	1.61	1.68
3	1.42	2.34
4	2.62	4.65	4.84
5	3.00	5.49	5.72

③如圖2所示的坐標(biāo)紙上已經(jīng)繪出了理論上的a-F圖象．請(qǐng)根據(jù)表中數(shù)據(jù)，在坐標(biāo)紙上作出由實(shí)驗(yàn)測(cè)得的a-F圖線．
④對(duì)比實(shí)驗(yàn)結(jié)果與理論計(jì)算得到的兩個(gè)關(guān)系圖線，分析造成上述偏差的主要原因是沒(méi)有完全平衡摩擦力或拉力傳感器讀數(shù)偏大．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式中速度和位移的關(guān)系可以寫(xiě)出正確的表達(dá)式；
（2）利用描點(diǎn)法可正確畫(huà)出圖象；
（3）對(duì)比實(shí)際與理論圖象可知，有外力時(shí)還沒(méi)有加速度，由此可得出產(chǎn)生偏差原因．

解答 解：②根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移與速度公式：v²-${v}_{0}^{2}$=2ax
可以求出：a=$\frac{{{v}_{B}^{2}-v}_{A}^{2}}{2L}$
代入第3次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得：a=2.44m/s²
③根據(jù)表中數(shù)據(jù)，得出圖象如圖所示：
④對(duì)比圖象可知，實(shí)際圖象沒(méi)有過(guò)原點(diǎn)而是和橫坐標(biāo)有交點(diǎn)，造成原因是因?yàn)闆](méi)有完全平衡摩擦力或拉力傳感器讀數(shù)偏大．
故答案為：②$\frac{{{v}_{B}^{2}-v}_{A}^{2}}{2L}$，2.44； ③如圖；④沒(méi)有完全平衡摩擦力或拉力傳感器讀數(shù)偏大．

點(diǎn)評(píng) 明確實(shí)驗(yàn)原理，正確進(jìn)行誤差分析和數(shù)據(jù)處理是對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)的基本要求，要加強(qiáng)這方面的訓(xùn)練．