5. [2013·苏北模拟]如果下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=48.0 cm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.
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(1)实验主要步骤如下:
①将拉力传感器固定在小车上;
②平衡摩擦力,让小车做________运动;
③把细线的一端固定在拉力传感器上,另一端通过定滑轮与钩码相连;
④接通电源后自C点释放小车,小车在细线拉动下运动,记录细线拉力F的大小及小车分别到达A、B时的速率vA、vB;
⑤改变所挂钩码的数量,重复④的操作.
(2)下表中记录了实验测得的几组数据,v-v是两个速度传感器记录速率的平方差,则加速度的表达式a=________,请将表中第3次的实验数据填写完整(结果保留三位有效数字).
|
次数 |
F/N |
(v-v)/(m2·s-2) |
a/(m·s-2) |
|
1 |
0.60 |
0.77 |
0.80 |
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2 |
1.04 |
1.61 |
1.68 |
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3 |
1.42 |
2.34 |
|
|
4 |
2.62 |
4.65 |
4.84 |
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5 |
3.00 |
5.49 |
5.72 |
(3)由表中数据,在下图中的坐标纸上作出a-F关系图线.
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(4)对比实验结果与理论计算得到的关系图线(图中已画出理论图线),造成上述偏差的原因是________________________________________________________________________.
解析:(1)平衡摩擦力时,应让小车在长木板上做匀速直线运动.
(2)由运动学知识可知:v-v=2aL
所以a=
由此式可求出第三次测量时小车的加速度为
a3= m/s2=2.44 m/s2.
(3)由表中数据作出a-F图线如图所示.
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(4)由实验中a-F图线不过原点可以得出,实验时没有完全平衡小车的摩擦力.
答案:(1)匀速直线 (2) 2.44 (3)见解析图 (4)没有完全平衡掉摩擦力