Question

15．如圖1為探究“加速度與物體受力的關系”的實驗裝置，在長木板上相距L=48.0m的A、B兩點各安裝一個速度傳感器，分別記錄小車到達A、B時的速率．小車受到拉力的大小用拉力傳感器記錄：
（1）實驗主要步驟如下：
①將拉力傳感器固定在小車上；
②調整長木板的傾斜角度，以平衡小車受到的摩擦力，讓小車在不受拉力作用時能在木板上做勻速直線運動；
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C點釋放小車，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時的速度率v_A、v_B；
⑤改變所掛鉤碼的數(shù)量，重復④的操作．
（2）下表記錄了實驗測得的幾組數(shù)據(jù)，△v²是兩個速度傳感器記錄速率的平方差，則加速度的表達式a=$\frac{{{v}_{B}}^{2}-{{v}_{A}}^{2}}{2L}$，請將表中第3次的實驗數(shù)據(jù)填寫完整（結果保留三位有效數(shù)字）．

次數(shù)	F（N）	△v2（$\frac{{m}^{2}}{{s}^{2}}$）	a（m/s2）
1	0.60	0.77	0.80
2	1.04	1.61	1.68
3	1.42	2.34
4	2.00	3.48	3.63
5	2.62	4.65	4.84
6	3.00	5.49	5.72

（3）由表中數(shù)據(jù)在所示的坐標紙上攢點并作出a～F關系圖線；
（4）對比實驗結果與理論計算得到的關系圖線（圖2中已畫出理論圖線），造成上述偏差的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）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)運動學公式中速度和位移的關系可以寫出正確的表達式；
（3）利用描點法可正確畫出圖象；
（4）對比實際與理論圖象可知，有外力時還沒有加速度，由此可得出產生偏差原因．

解答 解：（1）根據(jù)平衡狀態(tài)的特點可知：當小車做勻速直線運動時，說明摩擦力已經被平衡．
（2）根據(jù)勻變速直線運動的位移與速度公式：$2aL={{v}_{B}}^{2}-{{v}_{A}}^{2}$可以求出：a=$\frac{{{v}_{B}}^{2}-{{v}_{A}}^{2}}{2L}$，
帶入數(shù)據(jù)解得：a=$\frac{2.34}{2×0.48}=2.44$m/s²．
（3）根據(jù)表中數(shù)據(jù)，得出圖象如圖所示：

（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）$\frac{{{v}_{B}}^{2}-{{v}_{A}}^{2}}{2L}$；2.44；（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．