Question

8．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的長木板的A、B兩點．

①實驗主要步驟如下：
A．將拉力傳感器固定在小車上；
B．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；
C．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v_A、v_B；
D．改變所掛鉤碼的數(shù)量，重復D的操作．
②表中記錄了實驗測得的幾組數(shù)據(jù)，v_B²-v_A²是兩個速度傳感器記錄的速率的平方差，則加速度的表達式a=$\frac{{{v}_{B}}^{2}-{{v}_{A}}^{2}}{2L}$．表中的第3次實驗數(shù)據(jù)應該為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所示的坐標紙上已經(jīng)繪出了理論上的a-F圖象．請根據(jù)表中數(shù)據(jù)，在坐標紙上作出由實驗測得的a-F圖線．
④對比實驗結(jié)果與理論計算得到的兩個關(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)運動學公式中速度和位移的關(guān)系可以寫出正確的表達式，代入數(shù)據(jù)求出加速度的值；利用描點法可正確畫出圖象；對比實際與理論圖象可知，有外力時還沒有加速度，由此可得出產(chǎn)生偏差原因．

解答 解：②根據(jù)勻變速直線運動的速度位移公式得：$a=\frac{{{v}_{B}}^{2}-{{v}_{A}}^{2}}{2L}$，
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對比圖象可知，實際圖象沒有過原點而是和橫坐標有交點，造成原因是因為沒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

點評 明確實驗原理，正確進行誤差分析和數(shù)據(jù)處理是對學生學習實驗的基本要求，要加強這方面的訓練