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小车测加速度实验装置

 发布时间：2022-06-17 09:18:26

1. “用DIS研究加速度与力的关系”的实验装置如图（a）所示．实验中通过增加钩码的数量，多次测量，可得小车

（1）由图象可知，当F=0时，a≠0．也就是说当绳子上没有拉力时小车就有加回速度，该同学实验操作中答平衡摩擦力过大，即倾角过大，平衡摩擦力时木板的右端垫得过高．
所以图线①是在轨道右侧抬高成为斜面情况下得到的．
（2）图线②是在轨道水平时做的实验，由图象可知：当拉力等于0.5N时，加速度恰好为零，即刚好拉动小车，此时f=F=1N，
根据F=ma得a-F图象的斜率k=

1
m
，由a-F图象得图象斜率k=
6?3
1
=3，所以m=
1
3
kg，则
μ=
f
mg
＝
1
1
3
×10
＝0.3；
（3）随着钩码的数量增大到一定程度时图（b）的图线明显偏离直线，造成此误差的主要原因是所挂钩码的总质量太大，而我们把用钩码所受重力作为小车所受的拉力，所以消除此误差可采取的简便且有效的措施应该测量出小车所受的拉力，即在钩码与细绳之间放置一力传感器，得到力F的数值，在作出小车运动的加速度a和力传感器读数F的关系图象，或减少实验中所挂钩码的质量，使其应远小于小车的总质量，故BD正确．
故选：BD．
故答案为：（1）①；（2）0.3；（3）BD；

2. 打点计时器测小车加速度实验

因为这样好有
多次测量取平均值的效果

当实验中、两物理量满足正比关系时，依次记录改变相同的量时的值：x1,x2…xn（或者当某一研究对象随实验条件周期性变化时，依次记录研究对象达到某一条件（如峰值、固定相位等）时的值x1,x2…xn：），的间隔周期的求解方法若由x1,x2…xn逐项逐差再求平均：

其中只利用了和，难以发挥多次测量取平均以减小随机误差的作用，此时应采用隔项逐差法（简称逐差法）处理数据。

逐差法处理数据时，先把数据分为两组，然后第二组的与第一组相应的 相减，如下表：

n 第一组 第二组 逐差 处理结果 不确定度分析
n为偶数时，每组 个

对，和均含有，则方和根合成有

可采用下式粗略估算不确定度

n为奇数时，可以任意舍掉第一个数据或最后一个数据或正中间的一个数据，再按以上方法处理。但要注意舍掉正中间的数据时两组相应数据之间的实际间隔大小。

逐差法处理数据举例：

外加砝码下，弹簧伸长到的位置记录如下表，可用逐差法求得每加一个1kg的砝码时弹簧的平均伸长量（满足前提条件：弹簧在弹性范围内伸长，伸长量与外加力成正比），也可求得弹簧的倔强系数。已知测量时，估算（见下表）。

实验数据 数 据 处 理

处理结果：

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

逐差法提高了实验数据的利用率，减小了随机误差的影响，另外也可减小中仪器误差分量，因此是一种常用的数据处理方法。

有时为了适当加大逐差结果为个周期，但并不需要逐差出个数据，可以连续测量 n个数据后，空出若干数据不记录，到时，再连续记录 n个数据，对所得两组数据进行逐差可得：

，不确定度可简化由：来估算。

严格地讲以上介绍的一次逐差法理论上适用于一次多项式的系数求解，要求自变量等间隔地变化。有时在物理实验中可能会遇到用二次逐差法、三次逐差法求解二次多项式、三次多项式的系数等，可参考有关书籍作进一步的了解

3. 小车运动的加速度表达式

（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达式为( S 6 + S 5 + S 4 )- - ( S 3 + S 2 + S 1 )/9 T 2 ，由牛顿定律可知小车受到的阻力为mgh/l-ma

4. 图1为“用IS研究物体的加速度与力的关系”的实验装置图,A为带有位移传感器的小车

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

5. 用打点计时器测小车加速度的实验方法、步骤及结论

打点计时器每秒震动50次，所以它每两次震动之间的间隔是0.02秒。而小车是匀加速直线运动，可以用公式：△S=a*t^2。就可以求得加速度a啦。

6. （2014徐汇区二模）如图是某同学用来探究“小车的加速度与外力关系”的实验装置，轨道上的B点固定一光电

（1）小车运动到B时的速度为：v＝

d
△t

根据运动学公式：
v
2

7. 下图（a）是用DIS测定小车起动时加速度的实验装置．（1）信号发射部分和信号接收部分组成______传感器，A

（1）根据实验装置可知，信号发射器和信号接收器组成了运动传感器；A应是信号发射部回分．
（答2）根据实验原理可知，该实验采集的是物体位移，即直接测量的物理量是位移．
（3）在v-t图象中，图象的斜率表示加速度的大小，由图可知，图象的斜率为k=1.5，因此加速度为1.5m/s 2 ，
故答案为：（1）运动，发射
（2）位移
（3）1.5

8. 图1为研究牛顿第二定律中“加速度和力的关系”的实验装置．用钩码所受的重力作为小车所受外力，用DIS测小

（1）：根据实验原理可知，在保持小车的总质量不变情况下，研究小车加速度与小车所受的外力关系，此研究方法即为控制变量法；
（2）：①：根据函数斜率的概念可知，OA段为倾斜直线，说明在质量不变的情况下，加速度a与外力成正比；
②：根据实验原理可知，在满足钩码质量远小于小车质量的条件下，绳子拉力才等于钩码的重力，此时a-F图象是倾斜直线，
若AB段是曲线，说明所挂钩码的质量太大，所以应选择C．
故答案为：（1）小车的总质量，控制变量法；（2）①在质量不变的情况下，加速度a与外力成正比，②C

9. dis测位移,速度,加速度实验装置图,仪器名称

（1）“用DIS测变速直线运动瞬时速度”的实验装置图是D．
挡光片通过光内电门平均速容度代替滑块通过光电门的瞬时速度．
（2）“用DIS测定加速度”的实验装置图是C．
本实验采用了位移传感器，代替了打点计时器，用DIS可以测小车的加速度．
故答案为：（1）D； （2）C．

10. 一位同学设计了用打点计时器测量小车沿斜面下滑的加速度的实验，实验装置示意图如图甲所示．图乙是所打出

根据匀变速直线运动的推论得相邻的计数点间的位移之差应该几专乎相等得出有一数据不可靠，属这一数据是s 7 ．
由于相邻的计数点间的位移之差不等，故采用逐差法求解加速度．
小车运动的加速度计算表达式为a=
(s 4 + s 5 +s 6 )- (s 1 +s 2 +s 3 )
(3T) 2
=2.14m/s 2
故答案为：s 7 ，2.14．

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