如圖3-4-15為用拉力傳感器和速度傳感器探究“加速度與物體受力的關(guān)系”實驗裝置.用拉力傳感器記錄小車受到拉力的大小,在長木板上相距L=48.0 cm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.
(1)實驗主要步驟如下:
①將拉力傳感器固定在小車上;
②平衡摩擦力,讓小車做________運動;
序號 | F(N) | v-v(m2/s2) | a(m/s2) |
1 | 0.60 | 0.77 | 0.80 |
2 | 1.04 | 1.61 | 1.68 |
3 | 1.42 | 2.31 | |
4 | 2.62 | 4.65 | 4.84 |
5 | 3.00 | 5.49 | 5.72 |
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時的速率vA、vB;
⑤改變所掛鉤碼的數(shù)量,重復(fù)④的操作.
(2)下表中記錄了實驗測得的幾組數(shù)據(jù),v-v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=________.請將表中第3次的實驗數(shù)據(jù)填寫完整.
(3)由表中數(shù)據(jù),在圖3-4-16中的坐標紙上作出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(圖中已畫出理論圖線),造成上述偏差的原因是______________________.
圖3-4-15
圖3-4-16
解析 (1)判斷摩擦力是否平衡,要根據(jù)小車不受拉力作用時,沿長木板能否做勻速直線運動.(2)小車在拉力作用下做勻變速直線運動,由勻變速直線運動的規(guī)律可得:a=.小車在不同拉力作用下均做勻變速直線運動,由v-v與a成正比可得:a=2.40 m/s2.
(3)根據(jù)表中a與F的數(shù)據(jù)描點,發(fā)現(xiàn)各點基本處于同一條直線上,通過各點作直線即可.
(4)沒有完全平衡摩擦力.當沒有完全平衡摩擦力時,由F-Ff=ma得:a=F-,a-F圖線交于F軸的正半軸.
答案 (1)②勻速直線 (2) 2.40 (3)如解析圖所示 (4)沒有完全平衡摩擦力
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