Question

9．如圖甲所示，用拉力傳感器和光電門(mén)在氣墊導(dǎo)軌上探究“加速度與物體受力的關(guān)系”．拉力傳感器記錄滑塊受到拉力的大�。�在氣墊導(dǎo)軌上相距L=48.00cm的A、B兩點(diǎn)各安裝一個(gè)光電門(mén)，分別記錄滑塊上遮光條通過(guò)A、B兩光電門(mén)的時(shí)間．

（1）實(shí)驗(yàn)主要步驟如下：
A．用游標(biāo)卡尺測(cè)量遮光條的寬度d如圖乙所示，由此讀出d=2.35mm；
B．將氣墊導(dǎo)軌、光電門(mén)等實(shí)驗(yàn)器材按圖示裝配；
C．平衡摩擦力，讓滑塊在沒(méi)有拉力作用時(shí)做勻速直線運(yùn)動(dòng)；
D．將拉力傳感器固定在滑塊上，把細(xì)線的一端固定在拉力傳感器上，另一端通過(guò)定滑輪與鉤碼相連；
E．接通電源和氣源，從C點(diǎn)釋放滑塊，滑塊在細(xì)線的拉力下運(yùn)動(dòng)，記錄細(xì)線的拉力F的大小及滑塊遮光條分別通過(guò)A、B兩光電門(mén)的時(shí)間t_A、t_B；
F．改變所掛鉤碼的數(shù)量，重復(fù)E的操作．
（2）下表中記錄了實(shí)驗(yàn)測(cè)得的幾組數(shù)據(jù)，v_B²-v_A²是兩個(gè)速度傳感器記錄速率的平方差，則加速度的表達(dá)式a=$\frac{{{（\frace6iwsdm{{t}_{B}}）}^{2}-（\fracxu9b5li{{t}_{A}}）}^{2}}{2L}$，請(qǐng)將表中第3次的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)填寫(xiě)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）根據(jù)表中數(shù)據(jù)，在坐標(biāo)平面上作出a～F關(guān)系圖線；
（4）對(duì)比實(shí)驗(yàn)結(jié)果與理論計(jì)算得到的關(guān)系圖線（圖中已丙畫(huà)出理論圖線），造成上述偏差的原因是沒(méi)有完全平衡摩擦力或拉力傳感器讀數(shù)偏大．

Answer 1

分析 （1）游標(biāo)卡尺讀數(shù)結(jié)果等于固定刻度讀數(shù)加上可動(dòng)刻度讀數(shù)，不需要估讀．
（2）根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式中速度和位移的關(guān)系可以寫(xiě)出正確的表達(dá)式，帶入即可求解；
（3）利用描點(diǎn)法可正確畫(huà)出圖象；
（4）對(duì)比實(shí)際與理論圖象可知，有外力時(shí)還沒(méi)有加速度，由此可得出產(chǎn)生偏差原因．

解答 解：（1）由圖知第5條刻度線與主尺對(duì)齊，d=2mm+7×0.05mm=2.35 mm；
（2）根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式v²-v₀²=2as有：a=$\frac{{{（\fraczef09ed{{t}_{B}}）}^{2}-（\fracvedwzxk{{t}_{A}}）}^{2}}{2L}$
代入數(shù)據(jù)解得：a=2.44m/s²
（3）根據(jù)表中數(shù)據(jù)，得出圖象如圖所示：
（4）對(duì)比圖象可知，實(shí)際圖象沒(méi)有過(guò)原點(diǎn)而是和橫坐標(biāo)有交點(diǎn)，造成原因?yàn)闆](méi)有完全平衡摩擦力或拉力傳感器讀數(shù)偏大．
故答案為：（1）2.35； （2）$\frac{{{（\fracv0iurf9{{t}_{B}}）}^{2}-（\fracjahuib0{{t}_{A}}）}^{2}}{2L}$；2.44
（3）如圖所示 （4）沒(méi)有完全平衡摩擦力或拉力傳感器讀數(shù)偏大

點(diǎn)評(píng) 本題關(guān)鍵要明確實(shí)驗(yàn)原理，正確進(jìn)行誤差分析和數(shù)據(jù)處理是對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)的基本要求，掌握運(yùn)動(dòng)學(xué)公式中速度和位移的關(guān)系，要加強(qiáng)這方面的訓(xùn)練．