Question

18．在研究加速度跟作用力和质量的关系时．
（1）可使物理的质量保持不变，研究加速度跟作用力的关系，这种方法属于控制变量法．现用如图所示的
装置探究“加速度与物体受力的关系”．小车所受拉力及其速度可分别由拉力传感器和速度传感器记录下来．速度传感器安装在距离L=48cm的长木板的a、b两点．
（2）下表中记录了实验测得的几组数据，v_B²-v_A²是两个速度传感器记录速率的平方差，则加速度的表达式 a=2.44m/s²（结果保留三位有效数字）．

次数	F（N）	vB2-vA2（m2/s2）	a（m/s2）
1	0.60	077	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）如图所示的坐标纸上已经绘出了理论上的a-F图象．请根据表中数据，在坐标纸上作出由实验测得的a-F图线．
（4）对比实验结果与理论计算得到的两个关系图线，分析造成上述偏差的主要原因是没有完全平衡摩擦力或拉力传感器读数偏大．

Answer 1

分析 （1）物体的加速度与物体质量、物体受力有关，探究加速度与力、质量的关系应该使用控制变量法．
（2）根据运动学公式中速度和位移的关系可以写出正确的表达式；
（3）利用描点法可正确画出图象；
（4）对比实际与理论图象可知，有外力时还没有加速度，由此可得出产生偏差原因．

解答 解：（1）探究加速度与力的关系时，控制质量不变而改变力的大小；实验应用了控制变量法；
（2）根据匀变速直线运动的位移与速度公式：${v}_{\;}^{2}-{v}_{0}^{2}=2ax$
可以求出：a=$\frac{{v}_{B}^{2}-{v}_{A}^{2}}{2L}$
代入第3次实验数据$a=\frac{2.34}{2×0.48}$
解得a=2.44m/s²
（3）根据表中数据，得出图象如图所示：

（4）对比图象可知，实际图象没有过原点而是和横坐标有交点，造成原因是因为没有完全平衡摩擦力或拉力传感器读数偏大．
故答案为：（1）控制变量法    （2）2.44       （3）如图       （4）没有完全平衡摩擦力或拉力传感器读数偏大．

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．