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(guān)系”的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖如圖1所示，實(shí)驗(yàn)中用拉力傳感器記錄小車所受拉力大小，在長(zhǎng)木板上相距L=48.0cm的A、B兩個(gè)位置分別安裝速度傳感器1和2，用以記錄小車到達(dá)A、B兩位置時(shí)的速率．

（1）實(shí)驗(yàn)主要步驟如下：
①將拉力傳感器固定在小車上；
②調(diào)整長(zhǎng)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(yùn)動(dòng)；
③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；
④接通電源后自O(shè)點(diǎn)靜止釋放小車，小車在細(xì)線拉動(dòng)下運(yùn)動(dòng)，記錄細(xì)線拉力F的大小及小車分別到達(dá)A、B時(shí)的速率v_A、v_B；
⑤改變所掛鉤碼的數(shù)量，重復(fù)④的操作．
（2）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)速度傳感器記錄速率的平方差，用本題中設(shè)定的物理量表述加速度，其表達(dá)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(qǐng)根據(jù)表中提供的數(shù)據(jù)，在如圖2“a-F”坐標(biāo)系中描點(diǎn)作圖，作出“a-F”圖象．
（4）從理論上來(lái)看“a-F”圖象是過(guò)原點(diǎn)的一條直線，本次實(shí)驗(yàn)得到的圖線卻不過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)，其中原因是沒(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）②注意平衡摩擦力的原理，利用重力沿斜面的分力來(lái)平衡摩擦力，若物體能勻速運(yùn)動(dòng)則說(shuō)明恰好平衡了摩擦力．
（2）根據(jù)位移與速度的關(guān)系${{v}_{t}}^{2}-{{v}_{0}}^{2}$=2as可求出物體的加速度表達(dá)式，根據(jù)表達(dá)式即可求出第三次物體加速度；
（3）在圖中描繪出表中各點(diǎn)，然后用平滑直線將各點(diǎn)連接即可．
（4）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（1）只要小車做勻速直線運(yùn)動(dòng)，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(yùn)動(dòng)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(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?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：（1）勻速直線；（2）$\frac{{{v}_{B}}^{2}-{{v}_{A}}^{2}}{2L}$（3）如圖所示；（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．