Question

18．用拉力传感器和速度传感器“探究加速度a与物体所受外力F的关系”，实验装置如图所示，其中带滑轮的长木板始终处于水平位置．实验中用拉力传感器记录小车受到细线的拉力F大小，在长木板上相距为L的A、B两个位置分别安装速度传感器，记录小车到达A、B两位置时的速率为v_A、v_B．
①本题中测得的物理量写出加速度的表达式：a=$\frac{{{v}_{B}}^{2}-{{v}_{A}}^{2}}{2L}$；
②本题中是否需要满足钩码的总质量远小于小车的质量的关系？不需要（填“需要”或“不需要”）；
③实验得到的图线可能是图乙中的C，因为没有平衡摩擦力．

Answer 1

分析 结合匀变速直线运动的速度位移公式求出小车的加速度；由于采用拉力传感器测量实验中的拉力，所以不需要满足钩码的总质量远小于小车的质量的关系；根据F不等于零时，加速度仍然为零分析图线不经过原点的原因

解答 解：①根据${{v}_{B}}^{2}-{{v}_{A}}^{2}=2aL$得，小车的加速度$a=\frac{{{v}_{B}}^{2}-{{v}_{A}}^{2}}{2L}$；
②本实验中，由于采用拉力传感器测量实验中的拉力，所以不需要满足钩码的总质量远小于小车的质量的关系．
③由图甲可以看出，长木板是水平放置的，说明实验之前没有平衡摩擦力，当F不等于零时，加速度仍然为零，可知实验得到的图线可能是图乙中的C图．
故答案为：①$\frac{{{v}_{B}}^{2}-{{v}_{A}}^{2}}{2L}$；②不需要； ③C；没有平衡摩擦力

点评 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，要加强这方面的训练，注意本题中采用拉力传感器测量实验中的拉力，没有用重物的重力代替．