Question

【題目】探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系，可以采用不同的研究方案。

（1）甲同學(xué)采用的方案如圖所示，將兩個(gè)相同的小車(chē)放在水平木板上，前端各系一條細(xì)繩，線的另一端跨過(guò)定滑輪各掛一個(gè)小盤(pán)，盤(pán)中可以放不同的砝碼，盤(pán)與砝碼的總重力可以近似認(rèn)為是小車(chē)受到的拉力。兩小車(chē)后端各系一條細(xì)線，用黑板擦可以同時(shí)按住或放開(kāi)這兩條細(xì)線，使兩車(chē)同時(shí)停止或運(yùn)動(dòng)。某次操作中，在相同時(shí)間內(nèi)測(cè)得小車(chē)的位移分別為x1、x2，若小車(chē)的加速度分別為a1、a2，則 a1∶a2=_________，這么做的依據(jù)是________________________________。

（2）乙同學(xué)用如圖所示器材進(jìn)行定量探究。用拉力傳感器(能測(cè)量拉力的儀器)和速度傳感器(能測(cè)量瞬時(shí)速度的儀器)探究加速度與物體受力的關(guān)系。用拉力傳感器記錄小車(chē)受到拉力的大小，在長(zhǎng)木板上相距L＝48.0cm的A、B兩點(diǎn)各安裝一個(gè)速度傳感器，分別測(cè)量小車(chē)到達(dá)A、B時(shí)的速率。

①乙同學(xué)認(rèn)為，運(yùn)動(dòng)時(shí)小車(chē)受到的拉力_____懸掛物的總重力（選填“>”或“<”），所以乙同學(xué)采用力傳感器進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

②實(shí)驗(yàn)主要步驟如下：

Ⅰ、將拉力傳感器固定在小車(chē)上；

Ⅱ、墊高木板右端，讓小車(chē)在不受拉力時(shí)做__________運(yùn)動(dòng)；

Ⅲ、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；為保證細(xì)線的拉力不變，必須調(diào)節(jié)滑輪的高度使___________________________________；

Ⅳ、接通電源后自C點(diǎn)釋放小車(chē)，小車(chē)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(chē)分別到達(dá)A、B時(shí)的速率vA、vB；

Ⅴ、改變所掛鉤碼的數(shù)量，重復(fù)步驟④的操作。

③下表中記錄了實(shí)驗(yàn)測(cè)得的幾組數(shù)據(jù),是兩個(gè)速度傳感器記錄速度的平方差，則加速度的表達(dá)式a＝________（用已知符號(hào)表示），請(qǐng)將表中第4次的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)填寫(xiě)完整(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)。

次數(shù)	F/N	v－v/(m2·s－2)	a/(m·s－2)
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	________
5	3.00	5.49	5.72

④由表中數(shù)據(jù)，在坐標(biāo)紙上作出a－F關(guān)系圖線______。

⑤對(duì)比實(shí)驗(yàn)結(jié)果與理論計(jì)算得到的關(guān)系圖線(圖中已畫(huà)出理論圖線)，造成上述偏差的原因除了拉力傳感器讀數(shù)可能偏大外，還可能是_____________________。

Answer 1

【答案】x1∶x2 加速度與位移成正比 小于 勻速直線 細(xì)線與長(zhǎng)木板平行 4.84 沒(méi)有完全平衡摩擦力

【解析】

(1)[1][2]根據(jù)位移與加速度、時(shí)間關(guān)系得

由于時(shí)間相等，所以

由上分析可知，加速度與位移成正比；

(2)[3]由于鉤碼向下加速運(yùn)動(dòng)，所以繩子的拉力比鉤碼的總重力更小；

[4]墊高木板右端，讓小車(chē)在不受拉力時(shí)做勻速直線運(yùn)動(dòng)，這樣掛上物體后，小車(chē)的合力即為拉力傳感器的示數(shù)；

[5]為保證細(xì)線的拉力不變，必須調(diào)節(jié)滑輪的高度使細(xì)線與長(zhǎng)木板平行；

[6]根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移與速度公式，解得

[7]由公式將第四次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)代入得

[8]根據(jù)表中數(shù)據(jù)，得出圖象如圖所示

[9]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.