题目内容
2.(1)图(a)为“用DIS研究加速度和力的关系”的实验装置.实验中,通过改变钩码的个数来改变对小车的拉力.位移传感器测得小车的v-t图象后,分别得到t1和t2时刻的速度v1和v2,则小车的加速度a=$\frac{{v}_{2}-{v}_{1}}{{t}_{2}-{t}_{1}}$.(2)图(b)是小华同学设计的“用DIS研究加速度和力的关系”的另一套实验方案.在轨道上的B点处固定一光电门,将连接小车的细线跨过滑轮系住钩码.把小车放到轨道上,使挡光片的前端位于A点处.由静止开始释放小车,测出小车上挡光片通过光电门的时间△t.测出A到B的距离L和挡光片的宽度d.
①根据上述所测物理量,可测得小车的加速度,写出加速度的表达式.
②说明采用该实验方案测加速度时,产生误差的原因.
分析 (1)小车受到的拉力等于钩码的重力,改变钩码数量可以改变小车受到的拉力;应用加速度的定义式可以求出加速度.
(2)根据挡光片的宽度与时间可以求出小车经过光电门的速度,然后应用匀变速直线运动的速度位移公式求出加速度;
根据实验装置图与实验误差形成的原因分析答题.
解答 解:(1)小车受到的拉力等于钩码的重力,通过改变钩码的个数来改变对小车的拉力.
已知:t1和t2时刻的速度v1和v2,则小车的加速度:a=$\frac{△v}{△t}$=$\frac{{v}_{2}-{v}_{1}}{{t}_{2}-{t}_{1}}$.
(2)①小车经过光电门时的速度:v=$\frac{d}{△t}$,小车做初速度为零的匀加速直线运动,
由速度位移公式得:v2=2aL,则加速度:a=$\frac{{v}^{2}}{2L}$=$\frac{{d}^{2}}{2L(△t)^{2}}$;
②测量d、L时,因读数产生误差;光电门测时间△t产生的误差.
以挡光片经过光电门时的平均速度替代了瞬时速度而产生误差.
故答案为:(1)钩码个数;$\frac{{v}_{2}-{v}_{1}}{{t}_{2}-{t}_{1}}$;(2)①a=$\frac{{d}^{2}}{2L(△t)^{2}}$;②产生误差的原因有:测量d、L时,因读数产生误差;光电门测时间△t产生的误差.以挡光片经过光电门时的平均速度替代了瞬时速度而产生误差.
点评 本题考查了实验注意事项、实验数据处理、实验误差分析,分析清楚题意、分析清楚图示实验,知道实验原理是解题的关键;处理实验题时要理解实验原理.
练习册系列答案
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F/N | 0.049 | 0.098 | 0.147 | 0.196 | 0.245 | 0.294 |