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小車測加速度實驗裝置

 發布時間：2022-06-17 09:18:26

1. 「用DIS研究加速度與力的關系」的實驗裝置如圖（a）所示．實驗中通過增加鉤碼的數量，多次測量，可得小車

（1）由圖象可知，當F=0時，a≠0．也就是說當繩子上沒有拉力時小車就有加回速度，該同學實驗操作中答平衡摩擦力過大，即傾角過大，平衡摩擦力時木板的右端墊得過高．
所以圖線①是在軌道右側抬高成為斜面情況下得到的．
（2）圖線②是在軌道水平時做的實驗，由圖象可知：當拉力等於0.5N時，加速度恰好為零，即剛好拉動小車，此時f=F=1N，
根據F=ma得a-F圖象的斜率k=

1
m
，由a-F圖象得圖象斜率k=
6?3
1
=3，所以m=
1
3
kg，則
μ=
f
mg
＝
1
1
3
×10
＝0.3；
（3）隨著鉤碼的數量增大到一定程度時圖（b）的圖線明顯偏離直線，造成此誤差的主要原因是所掛鉤碼的總質量太大，而我們把用鉤碼所受重力作為小車所受的拉力，所以消除此誤差可採取的簡便且有效的措施應該測量出小車所受的拉力，即在鉤碼與細繩之間放置一力感測器，得到力F的數值，在作出小車運動的加速度a和力感測器讀數F的關系圖象，或減少實驗中所掛鉤碼的質量，使其應遠小於小車的總質量，故BD正確．
故選：BD．
故答案為：（1）①；（2）0.3；（3）BD；

2. 打點計時器測小車加速度實驗

因為這樣好有
多次測量取平均值的效果

當實驗中、兩物理量滿足正比關系時，依次記錄改變相同的量時的值：x1,x2…xn（或者當某一研究對象隨實驗條件周期性變化時，依次記錄研究對象達到某一條件（如峰值、固定相位等）時的值x1,x2…xn：），的間隔周期的求解方法若由x1,x2…xn逐項逐差再求平均：

其中只利用了和，難以發揮多次測量取平均以減小隨機誤差的作用，此時應採用隔項逐差法（簡稱逐差法）處理數據。

逐差法處理數據時，先把數據分為兩組，然後第二組的與第一組相應的 相減，如下表：

n 第一組 第二組 逐差 處理結果 不確定度分析
n為偶數時，每組 個

對，和均含有，則方和根合成有

可採用下式粗略估算不確定度

n為奇數時，可以任意舍掉第一個數據或最後一個數據或正中間的一個數據，再按以上方法處理。但要注意舍掉正中間的數據時兩組相應數據之間的實際間隔大小。

逐差法處理數據舉例：

外加砝碼下，彈簧伸長到的位置記錄如下表，可用逐差法求得每加一個1kg的砝碼時彈簧的平均伸長量（滿足前提條件：彈簧在彈性范圍內伸長，伸長量與外加力成正比），也可求得彈簧的倔強系數。已知測量時，估算（見下表）。

實驗數據 數 據 處 理

處理結果：

1 1.00 2.00 7.90
2 2.00 4.01 7.92
3 3.00 6.05 7.80
4 4.00 7.95 7.87
5 5.00 9.90

6 6.00 11.93
7 7.00 13.85
8 8.00 15.82

逐差法提高了實驗數據的利用率，減小了隨機誤差的影響，另外也可減小中儀器誤差分量，因此是一種常用的數據處理方法。

有時為了適當加大逐差結果為個周期，但並不需要逐差出個數據，可以連續測量 n個數據後，空出若干數據不記錄，到時，再連續記錄 n個數據，對所得兩組數據進行逐差可得：

，不確定度可簡化由：來估算。

嚴格地講以上介紹的一次逐差法理論上適用於一次多項式的系數求解，要求自變數等間隔地變化。有時在物理實驗中可能會遇到用二次逐差法、三次逐差法求解二次多項式、三次多項式的系數等，可參考有關書籍作進一步的了解

3. 小車運動的加速度表達式

（1）( S 6 + S 5 + S 4 )- - ( S 3 + S 2 + S 1 )/9 T 2 （2）mgh/l-ma 用逐差法可求出加速度表達式為( S 6 + S 5 + S 4 )- - ( S 3 + S 2 + S 1 )/9 T 2 ，由牛頓定律可知小車受到的阻力為mgh/l-ma

4. 圖1為「用IS研究物體的加速度與力的關系」的實驗裝置圖,A為帶有位移感測器的小車

受力分析：NG=a(NG/g+M)
由牛頓第二定律可知：aM=F
所以整理得：a=（1-F/NG）g

5. 用打點計時器測小車加速度的實驗方法、步驟及結論

打點計時器每秒震動50次，所以它每兩次震動之間的間隔是0.02秒。而小車是勻加速直線運動，可以用公式：△S=a*t^2。就可以求得加速度a啦。

6. （2014徐匯區二模）如圖是某同學用來探究「小車的加速度與外力關系」的實驗裝置，軌道上的B點固定一光電

（1）小車運動到B時的速度為：v＝

d
△t

根據運動學公式：
v
2

7. 下圖（a）是用DIS測定小車起動時加速度的實驗裝置．（1）信號發射部分和信號接收部分組成______感測器，A

（1）根據實驗裝置可知，信號發射器和信號接收器組成了運動感測器；A應是信號發射部回分．
（答2）根據實驗原理可知，該實驗採集的是物體位移，即直接測量的物理量是位移．
（3）在v-t圖象中，圖象的斜率表示加速度的大小，由圖可知，圖象的斜率為k=1.5，因此加速度為1.5m/s 2 ，
故答案為：（1）運動，發射
（2）位移
（3）1.5

8. 圖1為研究牛頓第二定律中「加速度和力的關系」的實驗裝置．用鉤碼所受的重力作為小車所受外力，用DIS測小

（1）：根據實驗原理可知，在保持小車的總質量不變情況下，研究小車加速度與小車所受的外力關系，此研究方法即為控制變數法；
（2）：①：根據函數斜率的概念可知，OA段為傾斜直線，說明在質量不變的情況下，加速度a與外力成正比；
②：根據實驗原理可知，在滿足鉤碼質量遠小於小車質量的條件下，繩子拉力才等於鉤碼的重力，此時a-F圖象是傾斜直線，
若AB段是曲線，說明所掛鉤碼的質量太大，所以應選擇C．
故答案為：（1）小車的總質量，控制變數法；（2）①在質量不變的情況下，加速度a與外力成正比，②C

9. dis測位移,速度,加速度實驗裝置圖,儀器名稱

（1）「用DIS測變速直線運動瞬時速度」的實驗裝置圖是D．
擋光片通過光內電門平均速容度代替滑塊通過光電門的瞬時速度．
（2）「用DIS測定加速度」的實驗裝置圖是C．
本實驗採用了位移感測器，代替了打點計時器，用DIS可以測小車的加速度．
故答案為：（1）D； （2）C．

10. 一位同學設計了用打點計時器測量小車沿斜面下滑的加速度的實驗，實驗裝置示意圖如圖甲所示．圖乙是所打出

根據勻變速直線運動的推論得相鄰的計數點間的位移之差應該幾專乎相等得出有一數據不可靠，屬這一數據是s 7 ．
由於相鄰的計數點間的位移之差不等，故採用逐差法求解加速度．
小車運動的加速度計算表達式為a=
(s 4 + s 5 +s 6 )- (s 1 +s 2 +s 3 )
(3T) 2
=2.14m/s 2
故答案為：s 7 ，2.14．

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