Question

如图1为探究“牛顿第二定律”的实验装置，在小车的前端安装一个拉力传感器，用来记录小车受到的拉力大小，在长木板上相距为x=48.0cm的A、B两点各安装一个速度传感器，分别记录小车到达A、B时的速率．

（1）实验中，下列方法能减少实验误差的有：       ．

A．实验中应使砝码的质量远小于小车（包括传感器）的质量

B．适当垫高长木板无滑轮的一端，使未挂钩码的小车被轻推后恰能做匀速运动

C．长木板的表面光滑程度要尽可能均匀

D．实验时尽可能使AB间的距离小一点

（2）如表中记录了实验测得的几组数据，v²_B﹣v²_A是两个速度传感器记录的速率的平方差，则加速度的表达式a=    （用v_A、v_B、x等表示），表中第3次实验的加速度大小应为           （结果保留三位有效数字）．

次数	F（N）	v^2B﹣v^2A（m^2/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
4	2.62	4.65	4.84
5	3.00	5.49	5.72

（3）（2分）由表中数据，在图2坐标纸上作出a～F关系图线；

（4）（1分）对比实验结果与理论计算得到的关系图线（图2中已画出理论图线），造成上述偏差的原因是                            ．

Answer

（1）（2分）BC；（2）（2分），（2分）2.44m/s2；（3）（2分）如图；

（4）（1分）没有完全平衡摩擦力或拉力传感器读数偏大．

【解析】

试题分析：（1）根据实验原理可知，在该实验中以及用传感器直接测出了小车所受拉力大小，因此对小车质量和所挂钩码质量没有具体要求，故A错误；实验的过程中，我们认为绳子的拉力F等于钩码的重力mg，而在小车运动中还会受到阻力，所以我们首先需要平衡摩擦力．具体的方法是适当垫高长木板无滑轮的一端，使未挂钩码的小车恰能拖着纸带匀速下滑，B正确；长木板的表面光滑程度要尽可能均匀可以减小摩擦阻力产生的相对误差，故C正确；实验时尽可能使AB间的距离大一点，选项D错误。

（2）根据匀变速直线运动的位移与速度公式：v2-v02=2ax可以求出：a=，带入数据解得：a=2.44m/s2．

（3）如图所示；

（4）当F≤0.2N时，a=0．也就是说当绳子上有拉力时小车的加速度还为0，说明小车的摩擦力与绳子的拉力抵消呢．所以原因是没有完全平衡摩擦力．

考点：探究“牛顿第二定律”

【名师点睛】小车在钩码的作用下拖动纸带在水平面上做加速运动，通过速度传感器可算出A B两点的速度大小，同时利用拉力传感器测量出拉小车的力，从而由AB长度可求出合力做的功与小车的动能变化关系．