Question

11．现要用如图所示装置探究“物体的加速度与受力的关系”，小车所受拉力及其速度大小可分别由拉力传感器和速度传感器记录下来．速度传感器安装在距离L=48.0cm的长木板的A、B两点．
①实验主要步骤如下：
A．将拉力传感器固定在小车上；
B．把细线的一端固定在拉力传感器上，另一端通过定滑轮与钩码相连；
C．接通电源后自C点释放小车，小车在细线拉动下运动，记录细线拉力F的大小及小车分别到达A、B时的速率v_A、v_B；
D．改变所挂钩码的数量，重复D的操作．

②下表中记录了实验测得的几组数据，v_B²-v_A²是两个速度传感器记录的速率的平方差，则加速度的表达式a=$\frac{{{v}_{B}}^{2}-{{v}_{A}}^{2}}{2L}$．表中的第3次实验数据应该为a=2.44m/s²（结果保留三位有效数字）．

次数	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如图2所示的坐标纸上已经绘出了理论上的a-F图象．请根据表中数据，在坐标纸上作出由实验测得的a-F图线．
④对比实验结果与理论计算得到的两个关系图线，分析造成上述偏差的主要原因是没有完全平衡摩擦力或拉力传感器读数总是偏大．根据你作出的a-F图象能（填“能”或“不能”）求出小车和拉力传感器的总质量．黑表笔   红表笔．

Answer 1

分析 （1）根据运动学公式中速度和位移的关系可以写出正确的表达式；
（2）利用描点法可正确画出图象；
（3）对比实际与理论图象可知，有外力时还没有加速度，由此可得出产生偏差原因．

解答 解：②根据匀变速直线运动的位移与速度公式：v²-${{v}_{0}}^{2}$=2ax
可以求出：a=$\frac{{{v}_{B}}^{2}-{{v}_{A}}^{2}}{2L}$
代入第3次实验数据得a=2.44m/s²
③根据表中数据，得出图象如图所示：

④对比图象可知，实际图象没有过原点而是和横坐标有交点，造成原因是因为没有完全平衡摩擦力或拉力传感器读数偏大．
a-F图象中的斜率表示质量的倒数，根据图象能求出小车和拉力传感器的总质量．
故答案为：
②$\frac{{{v}_{B}}^{2}-{{v}_{A}}^{2}}{2L}$；2.44；③如图所示；④没有完全平衡摩擦力或拉力传感器读数总是偏大；能．

点评 明确实验原理，正确进行误差分析和数据处理是对学生学习实验的基本要求，要加强这方面的训练．