Question

【题目】探究加速度与力、质量的关系，可以采用不同的研究方案。

（1）甲同学采用的方案如图所示，将两个相同的小车放在水平木板上，前端各系一条细绳，线的另一端跨过定滑轮各挂一个小盘，盘中可以放不同的砝码，盘与砝码的总重力可以近似认为是小车受到的拉力。两小车后端各系一条细线，用黑板擦可以同时按住或放开这两条细线，使两车同时停止或运动。某次操作中，在相同时间内测得小车的位移分别为x1、x2，若小车的加速度分别为a1、a2，则 a1∶a2=_________，这么做的依据是________________________________。

（2）乙同学用如图所示器材进行定量探究。用拉力传感器(能测量拉力的仪器)和速度传感器(能测量瞬时速度的仪器)探究加速度与物体受力的关系。用拉力传感器记录小车受到拉力的大小，在长木板上相距L＝48.0cm的A、B两点各安装一个速度传感器，分别测量小车到达A、B时的速率。

①乙同学认为，运动时小车受到的拉力_____悬挂物的总重力（选填“>”或“<”），所以乙同学采用力传感器进行实验。

②实验主要步骤如下：

Ⅰ、将拉力传感器固定在小车上；

Ⅱ、垫高木板右端，让小车在不受拉力时做__________运动；

Ⅲ、把细线的一端固定在拉力传感器上，另一端通过定滑轮与钩码相连；为保证细线的拉力不变，必须调节滑轮的高度使___________________________________；

Ⅳ、接通电源后自C点释放小车，小车在细线拉动下运动，记录细线拉力F的大小及小车分别到达A、B时的速率vA、vB；

Ⅴ、改变所挂钩码的数量，重复步骤④的操作。

③下表中记录了实验测得的几组数据,是两个速度传感器记录速度的平方差，则加速度的表达式a＝________（用已知符号表示），请将表中第4次的实验数据填写完整(结果保留三位有效数字)。

次数	F/N	v－v/(m2·s－2)	a/(m·s－2)
1	0.60	0.77	0.80
2	1.04	1.61	1.68
3	1.42	2.34	2.44
4	2.62	4.65	________
5	3.00	5.49	5.72

④由表中数据，在坐标纸上作出a－F关系图线______。

⑤对比实验结果与理论计算得到的关系图线(图中已画出理论图线)，造成上述偏差的原因除了拉力传感器读数可能偏大外，还可能是_____________________。

Answer 1

【答案】x1∶x2 加速度与位移成正比 小于 匀速直线 细线与长木板平行 4.84 没有完全平衡摩擦力

【解析】

(1)[1][2]根据位移与加速度、时间关系得

由于时间相等，所以

由上分析可知，加速度与位移成正比；

(2)[3]由于钩码向下加速运动，所以绳子的拉力比钩码的总重力更小；

[4]垫高木板右端，让小车在不受拉力时做匀速直线运动，这样挂上物体后，小车的合力即为拉力传感器的示数；

[5]为保证细线的拉力不变，必须调节滑轮的高度使细线与长木板平行；

[6]根据匀变速直线运动的位移与速度公式，解得

[7]由公式将第四次实验数据代入得

[8]根据表中数据，得出图象如图所示

[9]对比图象可知，实际图象没有过原点而是和横坐标有交点，造成原因为没有完全平衡摩擦力或拉力传感器读数偏大.