Question

4．某同学用如图甲装置探究“匀变速直线运动中加速度与物体受合力的关系”，用拉力传感器记录小车运动时受到拉力的大小，通过改变钩码个数可以使小车在不同拉力下做匀变速直线运动．

（1）第2次重复实验中打下的如图乙的纸带，但不小心把其中一段撕断，图丙中的哪一段可能是从图已纸带中撕下的B；（图中相邻两计数点间有4个点未画出）

（2）打图乙纸带时，小车经过计数点1的瞬时速度是0.427 m/s，小车的加速度大小是2.44m/s²；（结果保留3位有效数字）
（3）将多次实验数据计入表中，在图丁所示的坐标纸上作出a-F关系图线．（该坐标纸上已画出理论图线）

次数	F（N）	a（m/s2）
1	0.60	1.62
2	1.04
3	1.70	3.85
4	2.42	5.05
5	2.78	5.95

（4）对比实验结果与理论计算得到的关系图线，造成上述偏差的原因是平衡摩擦力过大或拉力传感器读数偏小．

Answer 1

分析 （1）根据匀变速直线运动的特点：相邻的时间间隔位移之差相等，判断哪段是从乙上撕下的；
（2）根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度，可以求出打纸带上1点时小车的瞬时速度大小．根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT²可以求出加速度的大小；
（3）利用描点法可正确画出图象；
（4）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）根据匀变速直线运动的特点（相邻的时间间隔位移之差相等）得出：
x₄₅-x₁₂=2（x₁₂-x₀₁）=2×（5.44-3.00）=4.88cm，
得：x₄₅=4.88+5.44cm=10.32cm，故B正确．
故选：B
（2）根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度得：${v}_{1}=\frac{{x}_{02}}{2T}=\frac{0.03+0.0544}{0.2}=0.427m/s$，
根据运动学公式△x=aT²得a=$\frac{0.0544-0.03}{0.01}=2.44m/{s}^{2}$，
（3）根据表中数据，得出图象如图所示

（4）对比图象可知，实际图象没有过原点而是和纵坐标有交点，造成原因为平衡摩擦力过大或拉力传感器读数偏小．
故答案为：（1）B；（2）0.427，2.44；（3）如图所示；（4）平衡摩擦力过大或拉力传感器读数偏小．

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，同时掌握匀变速直线运动基本公式的应用，要加强这方面的训练．