Question

13．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．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上；
B．把細(xì)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；
C．接通電源后自C點(diǎn)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；
D．改變所掛鉤碼的數(shù)量，重復(fù)D的操作．
②表中記錄了實(shí)驗(yàn)測(cè)得的幾組數(shù)據(jù)，v${\;}_{B}^{2}$-v${\;}_{A}^{2}$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）	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有完全平衡摩擦力或拉力傳感器讀數(shù)總是偏大．根據(jù)你作出的a-F圖象能（填“能”或“不能”）求出小車和拉力傳感器的總質(zhì)量．

Answer 1

分析 根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式中速度和位移的關(guān)系可以寫出正確的表達(dá)式，代入數(shù)據(jù)求出加速度的值；利用描點(diǎn)法可正確畫出圖象；對(duì)比實(shí)際與理論圖象可知，有外力時(shí)還沒有加速度，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)的速度位移公式得：$a=\frac{{{v}_{B}}^{2}-{{v}_{A}}^{2}}{2L}$，
代入數(shù)據(jù)得：a=$\frac{2.34}{2×0.48}$≈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)際圖象沒有過原點(diǎn)而是和橫坐標(biāo)有交點(diǎn)，造成原因是因?yàn)闆]有完全平衡摩擦力或拉力傳感器讀數(shù)偏大．
a-F圖象中的斜率表示質(zhì)量的倒數(shù)，根據(jù)圖象能求出小車和拉力傳感器的總質(zhì)量．
故答案為：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)總是偏大，能

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．