Question

7．如圖甲所示為用拉力傳感器和速度傳感器“探究加速度與物體受力的關(guān)系”實驗裝置．用拉力傳感器記錄小車受到的拉力大小，在長木板上的A、B兩點各安裝一個速度傳感器，分別記錄小車到達A、B時的速率，A、B相距L=48.0cm．

（1）實驗主要步驟如下：
①將拉力傳感器固定在小車上；
②平衡摩擦力，讓小車在沒有拉力作用時能做勻速直線運動；
③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；
④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
⑤改變所掛鉤碼的數(shù)量，重復(fù)④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速率的平方差，則加速度的表達式a=$\frac{{{v}_{B}^{2}-v}_{A}^{2}}{2L}$（用題中已知的符號表示），請將表中第3次的實驗數(shù)據(jù)填寫完整（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）；

次數(shù)	F（N）	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）由實驗數(shù)據(jù)，得出a-F關(guān)系圖線和理論圖線如圖乙，對比兩圖線，造成上述偏差的原因是沒有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足．

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，若物體能勻速運動則說明恰好平衡了摩擦力；
②根據(jù)運動學(xué)公式中速度和位移的關(guān)系可以寫出加速度的表達式；
③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：（1）根據(jù)平衡狀態(tài)的特點可知道當小車做勻速直線運動時，說明摩擦力已經(jīng)被重力的下滑分力平衡．
（2）根據(jù)勻變速直線運動的位移與速度公式：v²-${v}_{0}^{2}$=2as可以求出：
a=$\frac{{{v}_{B}^{2}-v}_{A}^{2}}{2L}$，
代入數(shù)據(jù)解得：a=2.44m/s²．
（3）對比圖象可知，實際圖象沒有過原點而是和橫坐標有交點，造成原因為沒有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足．
故答案為：
（1）勻速直線
（2）$\frac{{{v}_{B}^{2}-v}_{A}^{2}}{2L}$，2.44
（3）沒有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足

點評 本題關(guān)鍵要明確實驗原理，正確進行誤差分析和數(shù)據(jù)處理是對學(xué)生學(xué)習(xí)實驗的基本要求，掌握運動學(xué)公式中速度和位移的關(guān)系，要加強這方面的訓(xùn)練．