Question

18．如图为用拉力传感器和速度传感器探究“加速度与物体受力的关系”实验装置．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，记录小车到达A、B时的速率．
（1）本实验有关的说法正确的是：AB（填写选项的字母标号）
A．两速度传感器之间的距离应适当远些
B．要调整长木板的倾斜角度，平衡小车受到的摩擦力
C．应先释放小车，再接通速度传感器的电源
D．改变所挂钩码的数量时，要使所挂钩码的质量远小于小车质量
E．用天平测出小车和车上的拉力传感器的总质量
（2）某同学在右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，则加速度的表达式为a=$\frac{{{v}_{B}}^{2}-{{v}_{A}}^{2}}{2L}$，表中第5次实验缺失的数据是4.84m/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	0.77	0.80
2	1.04	1.61	1.68
3	1.42	2.34	2.44
4	2.00	3.48	3.63
5	2.62	4.65
6	3.00	5.49	5.72

（3）表中a与F并不成正比，这是由于平衡摩擦力不足（填写“平衡摩擦力不足”或“平衡摩擦力过度”）造成的．

Answer 1

分析 （1）绳子拉力由传感器直接读出，不需要钩码的重力代替，所以不需要满足钩码的质量远小于小车质量，但要平衡摩擦力，实验时应先接通电源，后释放小车；
（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，带入数据求解表中第5次实验缺失的数据；
（3）利用描点法可正确画出图象，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）A、两速度传感器之间的距离应适当远些，实验误差小些，故A正确；
B、要使绳子拉力等于小车的合力，要调整长木板的倾斜角度，平衡小车受到的摩擦力，故B正确；
C、应先接通速度传感器的电源，后释放小车，故C错误；
D、绳子拉力由传感器直接读出，不需要钩码的重力代替，所以不需要满足钩码的质量远小于小车质量，故D错误；
E、本题探究“加速度与物体受力的关系”，只要保证质量不变即可，不需要测出质量，故E错误．
故选：AB
（2）根据匀变速直线运动的位移与速度公式：v_B²-v_A²=2aL可以求出：
a=$\frac{{{v}_{B}}^{2}-{{v}_{A}}^{2}}{2L}$，
带入数据解得：a=4.84m/s²．
（3）根据表中数据，得出图象如图所示：

对比图象可知，实际图象没有过原点而是和横坐标有交点，造成原因为平衡摩擦力不足．
故答案为：（1）AB；（2）$\frac{{{v}_{B}}^{2}-{{v}_{A}}^{2}}{2L}$；4.84；（3）平衡摩擦力不足．

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，特别注意本题中绳子拉力由传感器直接读出，不需要钩码的重力代替，所以不需要满足钩码的质量远小于小车质量，但要平衡摩擦力．