实验题155测量小车沿斜面下滑时的加速度

某物理兴趣小组的成员小明同学用如图甲所示的装置测量小车沿斜面下滑时的加速度大小.他将长直木板B支成斜面,挡光片P固定在小车C的前端并与前端平齐,光电门G固定在木板上,光孔与木板上的位置A相齐,让小车C的前端在斜面上的位置O处,由静止释放小车,测出OA的距离L、挡光片的宽度Δx及挡光时间t,算出挡光片通过光电门时的平均速度为Δx/t,即可测出小车下滑的加速度大小为(Δx)2/2Lt2.
(1)你认为该方案测得的加速度________(填“偏大”、“准确”或“偏小”).
(2)为了更精确地测小车的加速度,小明对方案进行了改进:换用不同宽度的挡光片固定在小车C的前端并与前端平齐,让小车C的前端在斜面上的同一位置O,由静止释放小车,记录每次挡光片的宽度Δx和挡光时间t,并计算出各次挡光片通过光电门的平均速度
.记录数据如下表所示,在图乙中画出-t图象.
(3)根据图象,小车的加速度大小为________ m/s2.(结果保留两位有效数字)
(4)小明将新方案向全班同学展示,有同学认为小明的新方案中每次都改变了研究对象的总质量,因此实验不合理,你认为这一观点________(填“正确”或“错误”).
【答案】(1)偏大 (2)如图所示
(3)3.1(3.0~3.2均可) (4)错误
解析:(1)实验中挡光片通过光电门的平均速度比小车前端过A位置的速度要大,所以测得的加速度偏大.
(3)根据匀变速直线运动中间时刻的瞬时速度等于该过程中的平均速度,可得挡光片通过光电门的平均速度=vA+at/2.图象的斜率大小表示a/2,则可算出a=3.1 m/s2.
(4)由于小车下滑过程中加速度与质量无关,所以这个观点是错误的.