Question

9．如圖甲所示，用拉力傳感器和光電門在氣墊導軌上探究“加速度與物體受力的關(guān)系”．拉力傳感器記錄滑塊受到拉力的大�。�在氣墊導軌上相距L=48.00cm的A、B兩點各安裝一個光電門，分別記錄滑塊上遮光條通過A、B兩光電門的時間．

（1）實驗主要步驟如下：
A．用游標卡尺測量遮光條的寬度d如圖乙所示，由此讀出d=2.35mm；
B．將氣墊導軌、光電門等實驗器材按圖示裝配；
C．平衡摩擦力，讓滑塊在沒有拉力作用時做勻速直線運動；
D．將拉力傳感器固定在滑塊上，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；
E．接通電源和氣源，從C點釋放滑塊，滑塊在細線的拉力下運動，記錄細線的拉力F的大小及滑塊遮光條分別通過A、B兩光電門的時間t_A、t_B；
F．改變所掛鉤碼的數(shù)量，重復E的操作．
（2）下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，則加速度的表達式a=$\frac{{{（\fracwasj7f7{{t}_{B}}）}^{2}-（\fraclwr2jrt{{t}_{A}}）}^{2}}{2L}$，請將表中第3次的實驗數(shù)據(jù)填寫完整（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）； 

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	▲
4	2.62	4.65	4.84
5	3.00	5.49	5.72

（3）根據(jù)表中數(shù)據(jù)，在坐標平面上作出a～F關(guān)系圖線；
（4）對比實驗結(jié)果與理論計算得到的關(guān)系圖線（圖中已丙畫出理論圖線），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）游標卡尺讀數(shù)結(jié)果等于固定刻度讀數(shù)加上可動刻度讀數(shù)，不需要估讀．
（2）根據(jù)運動學公式中速度和位移的關(guān)系可以寫出正確的表達式，帶入即可求解；
（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(chǎn)生偏差原因．

解答 解：（1）由圖知第5條刻度線與主尺對齊，d=2mm+7×0.05mm=2.35 mm；
（2）根據(jù)運動學公式v²-v₀²=2as有：a=$\frac{{{（\frac6pih7vz{{t}_{B}}）}^{2}-（\fractijrjbb{{t}_{A}}）}^{2}}{2L}$
代入數(shù)據(jù)解得：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）2.35； （2）$\frac{{{（\frac21av6va{{t}_{B}}）}^{2}-（\fracuukwwql{{t}_{A}}）}^{2}}{2L}$；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 本題關(guān)鍵要明確實驗原理，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，掌握運動學公式中速度和位移的關(guān)系，要加強這方面的訓練．