Question

19．图1为用拉力传感器和速度传感器探究“加速度与物体所受合力关系”的实验装置．拉力传感器能记录小车受到拉力的大小．在长木板上相距L=48.00cm 的A、B两位置各安装一个速度传感器，分别记录小车到达A、B时的瞬时速率．实验主要步骤如下：
①将拉力传感器固定在小车上
②把木板C端适当垫高，平衡摩擦力
③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
④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 时的瞬时速率v_A、v_B
⑤改变所挂钩码的数量，重复④的操作

（1）步骤②中，平衡的摩擦力是指A
A．小车与长木板之间的摩擦力
B．细线与定滑轮之间的摩擦力
C．小车与长木板之间的摩擦力和细线与定滑轮之间的摩擦力
（2）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速率的平方差，则加速度的表达式 a=$\frac{{v}_{B}^{2}-{v}_{A}^{2}}{2L}$（用题中的字母符号表示），表中第3次的实验数据为2.44（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

（纵坐标1.0改成1.5）
（3）由表中数据，在坐标纸上作出a～F关系图线（图2中已画出理论图线）；
（4）对比实验图线与理论图线的偏差，你认为合理的解释为没有完全平衡摩擦力．

Answer 1

分析 （1）本实验绳子的拉力由传感器直接读出，则只要平衡小车与长木板之间的摩擦力即可；
（2）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；
（3）利用描点法可正确画出图象；
（4）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：（1）本实验绳子的拉力由传感器直接读出，则只要平衡小车与长木板之间的摩擦力即可，故A正确，BC错误；
故选：A
（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．
故答案为：（1）A；（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．

点评 本题关键要明确实验原理，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，掌握运动学公式中速度和位移的关系，要加强这方面的训练．