Question

15．如圖1為探究“加速度與物體受力的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)裝置，在長木板上相距L=48.0m的A、B兩點(diǎn)各安裝一個(gè)速度傳感器，分別記錄小車到達(dá)A、B時(shí)的速率．小車受到拉力的大小用拉力傳感器記錄：
（1）實(shí)驗(yàn)主要步驟如下：
①將拉力傳感器固定在小車上；
②調(diào)整長木板的傾斜角度，以平衡小車受到的摩擦力，讓小車在不受拉力作用時(shí)能在木板上做勻速直線運(yùn)動(dòng)；
③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；
④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)的速度率v_A、v_B；
⑤改變所掛鉤碼的數(shù)量，重復(fù)④的操作．
（2）下表記錄了實(shí)驗(yàn)測得的幾組數(shù)據(jù)，△v²是兩個(gè)速度傳感器記錄速率的平方差，則加速度的表達(dá)式a=$\frac{{{v}_{B}}^{2}-{{v}_{A}}^{2}}{2L}$，請將表中第3次的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)填寫完整（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）．

次數(shù)	F（N）	△v2（$\frac{{m}^{2}}{{s}^{2}}$）	a（m/s2）
1	0.60	0.77	0.80
2	1.04	1.61	1.68
3	1.42	2.34
4	2.00	3.48	3.63
5	2.62	4.65	4.84
6	3.00	5.49	5.72

（3）由表中數(shù)據(jù)在所示的坐標(biāo)紙上攢點(diǎn)并作出a～F關(guān)系圖線；
（4）對比實(shí)驗(yàn)結(jié)果與理論計(jì)算得到的關(guān)系圖線（圖2中已畫出理論圖線），造成上述偏差的原因是沒有完全平衡摩擦力或拉力傳感器讀數(shù)偏大．

Answer 1

分析 （1）注意平衡摩擦力的原理，利用重力沿斜面的分力來平衡摩擦力，若物體能勻速運(yùn)動(dòng)則說明恰好平衡了摩擦力；
（2）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；
（3）利用描點(diǎn)法可正確畫出圖象；
（4）對比實(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：（1）根據(jù)平衡狀態(tài)的特點(diǎn)可知：當(dāng)小車做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，說明摩擦力已經(jīng)被平衡．
（2）根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移與速度公式：$2aL={{v}_{B}}^{2}-{{v}_{A}}^{2}$可以求出：a=$\frac{{{v}_{B}}^{2}-{{v}_{A}}^{2}}{2L}$，
帶入數(shù)據(jù)解得：a=$\frac{2.34}{2×0.48}=2.44$m/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(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?yàn)闆]有完全平衡摩擦力或拉力傳感器讀數(shù)偏大．
故答案為：（1）勻速直線；（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)偏大．

點(diǎn)評 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．