(习题)实验,探究加速度与力,质量的关系
高一物理必修一人教版4.2实验：探究加速度与力、质量的关系
【知识点拨】 1.图象法处理实验数据的优点 (1)用图象法分析处理实验数据是物理学上常用的一种非常重 要而有效的方法，它具有形象、直观的特点，便于得出实验结
论。
(2)由图象法得到的规律具有统计性，在描绘实验图象时，可 以对一些不符合常规的数据进行修正，从而减小了实验误差，
避免了偶然性的错误数据，使实验结果更加准确。
车重力沿斜面向下的分力来平衡摩擦力。 (2)在木板无定滑轮的一端下面垫上一块薄木板，反复移动薄
木板的位置，直到小车不挂重物时能在木板上匀速运动为止。
判断方法是看打点计时器在纸带上打出的点间隔是否均匀，若 打出的点间隔均匀，就说明小车做匀速运动了。
(3)整个实验平衡了摩擦力后，不管以后是改变重物的质量还 是改变小车的质量，都不需重新平衡摩擦力。平衡摩擦力是指
三、实验器材 打点计时器、纸带、复写纸片、小车、一端附有定滑轮的长木 板、小盘、重物、夹子、细绳、低压交流电源、导线、天平
(带有一套砝码)、刻度尺。
四、实验过程 1.实验步骤 (1)用天平测出小车 和重物的质量分别 为m0、M0,并把数值
记录下来。
(2)按图将实验器材安装好(小车上不系绳)。 (3)平衡摩擦力,在长木板无定滑轮的一端下面垫一薄木板,反 复移动其位置,直到打点计时器正常工作后不挂重物的小车在 斜面上做匀速直线运动为止(纸带上相邻点间距相等)。
(3)值得注意的是在处理一些反比例关系的物理量时，往往将 其转化为正比例函数关系，通过图象直观地体现出来。
2.实验中误差来源分析 (1)质量的测量误差、纸带上点迹距离的测量误差 ,拉线或纸带
不与木板平行都会造成误差。
(2)不满足小盘及重物的总质量远小于小车的质量 ,会使a-F图
1 象或 a图象线性变差,造成误差。 m
实验 探究加速度与力、质量的关系(解析版)
人教版高一物理必修第一册课堂同步精选练习4.2实验探究加速度与力、质量的关系（解析版）1.在“探究加速度与力、质量的关系”实验中,如图所示是某同学正要释放小车的情形,下列说法正确的是()A.应把长木板水平放置B.应使小车离打点计时器远些C.应将打点计时器接在直流电源上D.应调整滑轮高度使细绳与长木板表面平行【答案】D【解析】实验时需要注意操作事项,为了使绳子的拉力充当小车运动的合力,应调整滑轮高度使细绳与长木板表面平行。
2.在“探究加速度与力、质量的关系”的实验步骤中,下列做法正确的是()A.同时改变拉力F和小车质量m的大小B.先保持小车质量m不变,研究加速度a与拉力F的关系,再保持F不变,研究a与m的关系,最后导出a与m及F的关系。
C.只改变拉力F的大小,小车质量m的大小始终保持不变D.只改变小车质量m的大小,拉力F的大小始终保持不变【答案】B【解析】实验中变量较多时,采用控制变量法,即先保持一个变量不变,研究另外两个变量之间的关系。
3.某同学采用如图(1)所示的装置探究物体的加速度与所受合力的关系。
用砂桶和砂的重力充当小车所受合力F;通过分析打点计时器打出的纸带,测量加速度a。
作出图(2)所示a-F图象,根据图象中的点迹,判断造成这种结果的原因可能是()图(1)图(2)A.在平衡摩擦力时将木板右端垫的过低B.没有平衡摩擦力或者平衡摩擦力时将木板右端垫的过低C.测量小车的质量或者加速度时的偶然误差过大D.砂桶和砂的质量过大,不满足砂桶和砂的质量远小于小车质量的实验条件【答案】D【解析】图象不经过原点,拉力为零,加速度不为零,可知平衡摩擦力过度,即木板倾角过大;曲线上部出现弯曲现象,随着F的增大,即砂和砂桶质量的增大,不再满足砂和砂桶的质量远小于小车质量的实验条件,故D正确。
4.在“探究加速度与力、质量的关系”实验中,采用如图所示的实验装置与方案。
本实验的特点是通过黑板擦控制两小车的启动与停止,将测量两车的加速度转换为测量两车的位移。
实验报告：探究加速度与质量、力的关系
物理实验报告单年级: 姓名: 实验时间: 实验名称探究加速度与力、质量的关系实验目的1.学会用控制变量法探究物理规律.2.会测量加速度、力和质量，能作出物体运动的a－F、a－1m图像.3.能通过实验数据及图像得出加速度与力、质量的关系．实验原理1．探究加速度与力的关系保持小车质量不变，通过改变槽码的个数改变小车所受的拉力，测得不同拉力下小车运动的加速度，分析加速度与拉力的定量关系．2．探究加速度与质量的关系保持小车所受的拉力不变，通过在小车上增加重物改变小车的质量，测得不同质量的小车对应的加速度，分析加速度与质量的定量关系．实验器材小车、砝码、槽码、细线、一端附有定滑轮的长木板、垫木、打点计时器、交流电源、纸带、刻度尺、天平．实验步骤1．用天平测出小车的质量m，并把数值记录下来．2．按如图所示的装置把实验器材安装好(小车上先不系细线)．3．补偿阻力：在长木板不带定滑轮的一端下面垫上垫木，反复移动垫木位置，启动打点计时器，直到轻推小车使小车在木板上运动时可保持匀速直线运动为止(纸带上相邻点间距相等)，此时小车重力沿木板方向的分力等于打点计时器对小车的阻力和长木板的摩擦阻力及其他阻力之和．4．把细线绕过定滑轮系在小车上，另一端挂上槽码．保持小车质量不变，改变槽码的个数，以改变小车所受的拉力．处理纸带，测出加速度，将结果填入表1中．5.保持槽码个数不变，即保持小车所受的拉力不变，在小车上增减砝码，重复上面的实验，求出相应的加速度，把数据记录在表2中．数据采集1．质量的测量：用天平测量．在小车中增减砝码的数量可改变小车的质量．2．加速度的测量(1)方法1：让小车做初速度为0的匀加速直线运动，用刻度尺测量小车移动的位移x，用秒表测量发生这段位移所用的时间t，然后由a＝2xt2计算出加速度a.。
人教版必修第一册习题课件实验探究加速度与力、质量的关系
解析 小车所受的摩擦力不可避免，平衡摩擦力的本质就是 使小车的重力沿斜面方向的分力与小车所受的阻力相平衡，故 A 项错误，B 项正确；其目的是使小车所受的合力等于细绳对小车 的拉力，故 C 项正确；恰好平衡摩擦力时，小车拖动纸带，不给 小车提供拉力，给小车一个初速度，小车做匀速直线运动，由打 点计时器打出的纸带上的点迹间距应该是均匀的，故 D 项正确．
(3)由图像可以看出，当拉力为零即不挂钩码时，加速度不为 零即小车仍加速运动，所以是平板太陡了，即平衡摩擦力过度．
2.某组同学设计了“探究加速度 a 与物体 所受合力 F 及质量 m 的关系”实验．如图甲为 实验装置简图，A 为小车，B 为电火花打点计 时器，C 为装有细砂的小桶，D 为一端带有定滑轮的长方形木板， 实验中认为细绳对小车拉力 F 等于细砂和小桶的总重量，小车运动 的加速度 a 可用纸带上打出的点求得．
(4)把小盘系于小车上，先通电源后放开小车，打完点后切断 电源，取下纸带．
(5)保持 M 不变，改变 m，测加速度 a，作 a－F 的图像，证 明加速度与力成正比．
(6)保持 m 不变，改变质量 M，测加速度 a，作 a－M1 图像， 证明加速度与质量成反比．
3．方案二：位移比值法 (1)把两个相同的小车并排放在水平板上，盘中放不同的砝 码．用夹子夹着小车后端的细绳，使小车静止． (2)打开夹子，两小车同时开始运动；关上夹子，两车同时停 下来． (3)测出两车的位移 x1 和 x2，测出砝码和小盘的重力 F1 和 F2.
(2)在实验时，为减小系统误差，应使砝码盘和砝码的总质量
__远__小_于___小车的质量(选填“远大于”“远小于”或“等于”)．
(3)本实验中两小车位移的比等于加速度的比，这是因为 _x_＝_12_a_t2_且__两_小__车__运_动__时_间__相__等__________________________________.
实验：探究加速度与力、质量的关系 导学案 (3)
2 实验:探究加速度与力、质量的关系[学习目标]1.知道探究加速度、质量、力三者关系的实验方案,体会用“控制变量法”研究物理规律。
2.会使用基本的力学实验器材获取加速度、力、质量等数据,并作出加速度与力、加速度与质量的关系图像,能根据图像得出加速度与力、质量的关系。
3.领会近似思想以及化曲为直的转化思维,知道平衡摩擦力的方法,会对实验误差做初步分析。
一、实验原理应用如图所示的实验装置,小车的加速度由纸带测出,小车的质量由天平测得,外力即为槽码的质量。
在探究加速度与力及小车质量的定量关系时,用到的基本方法是控制变量法,即:(1)保持小车质量不变,通过改变槽码的个数改变小车所受的拉力。
(2)保持小车所受的拉力不变,通过在小车上增加重物改变小车的质量。
二、实验器材打点计时器、纸带、复写纸、小车、一端有定滑轮的长木板、槽码、夹子、细绳、低压交流电源、导线、天平(带有一套砝码)、刻度尺、薄木板。
三、实验步骤1.用天平测出小车和槽码的质量m和m′,把数据记录在表格中。
2.按实验装置图把实验器材安装好,使长木板有滑轮的一端伸出桌面。
3.在长木板不带定滑轮的一端下面垫上薄木板,通过前后移动,来补偿阻力。
4.把细绳系在小车上并跨过定滑轮,此时要调节定滑轮的高度使细绳与木板平行。
5.将小车放在靠近打点计时器处,挂上槽码,接通电源,放开小车得到一条打好点的纸带(注意不要让小车撞到定滑轮,打好点的纸带要标明条件m=?,m′=?)。
6.保持小车的质量不变,改变槽码的个数,按上面步骤再做几次实验。
7.在每条纸带上都要选取一段比较理想的部分,算出每条纸带加速度的值并记录在表格中。
8.保持槽码质量不变,在小车上放砝码改变小车的质量,重复上面的实验。
把各次实验中的数据填入表格内。
9.用纵坐标表示加速度a,横坐标表示拉力F,即槽码重力m′g,根据实验数据在坐标纸上描出相应的点并作图线。
10.用纵坐标表示加速度a,横坐标表示小车质量的倒数1m,在坐标系中根据实验数据描出相应的点并作图线。
第二节 实验：探究加速度与力、质量的关系(答案详解)
第二节实验：探究加速度与力、质量的关系课后练习题一、单项选择题1．在“探究加速度与力、质量的关系〞的实验中，以下做法正确的选项是〔〕A．在用打点计时器打纸带时，应该先放开小车，再接通打点计时器的电源B．在探究加速度与质量的关系时，应该改变拉力F的大小C．在探究加速度与质量的关系时，为了直观判断两者间的关系，应作出a−1m 图象D．在探究加速度与力的关系时，作a−F图象应该用折线将所描的点依次连接【答案】C【解析】A. 实验时应先接通电源然后再放开小车，故A错误；B. 在探究加速度与质量的关系时，应该保持小车的拉力F不变，改变小车的质量，故B错误；C. 要直观的反映两个量之间的关系，可以通过作图来解决。
但是只有作出一条直线，才可以直观的反映两个变量之间的关系。
在探究加速度a与质量m的关系时,为了直观判断二者间的关系，应作出a−1/m图象，a−1/m 图象为过坐标原点的倾斜直线，说明a与1/m成正比，故C正确；D. 在探究加速度与力的关系时，作a−F图象应该用平滑的直线将所描的点依次连接，故D错误。
应选：C 2．以下关于“探究加速度与力、质量的关系〞实验的说法中，正确的选项是A．在探究加速度与质量的关系时，应该改变拉力的大小B．在探究加速度与质量的关系时，为了直观判断二者间的关系，应作出a－1m 图象C．在探究加速度与力的关系时，只需测量一次，记录一组数据即可D．在探究加速度与力的关系时，作a－F图象应该用折线将所描的点依次连接【答案】B【解析】探究加速度与质量的关系时，应该控制力不变，故A错误。
在研究两个变量之间的关系时，为了直观判断二者间的关系，应作出直线图形。
探究加速度与质量的关系时，为了直观判断二者间的关系，应作出a-1/m图象，故B正确；在探究加速度与力的关系时，需测量至少5次，记录五组数据，画出图象，根据图象探究关系。
故C错误。
探究加速度与力的关系时，作a-F图象应该将点拟合成一条倾斜的直线。
高一物理(人教版)必修1实验专题练习卷：探究加速度与力、质量的关系
探究加速度与力、质量的关系1．探究加速度与力的关系装置如图1 所示。
带滑轮的长木板一端伸出桌面，另一端适当垫高，使木块连上纸带后恰好匀速下滑，细绳通过两滑轮分别与弹簧秤挂钩和沙桶连接，调整滑轮高度使细线恰好与木板平行。
按住木块，缓慢向沙桶中添加细沙，释放木块，登记弹簧秤的示数 F 及并通过计算求出相应纸带的加速度a，再变更沙桶质量…获得多组F，a 的数据。
（1）关于该试验的操作，以下说法正确的是______。
A．试验过程中，应先闭合打点计时器开关，再释放木块B．添加细沙，比用钩码可以更便利地获得多组试验数据C．每次添加细沙后，需测出沙及沙桶的质量D．试验过程要确保沙及沙桶的质量远小于木块的质量（2）某次打出的纸带如图2所示，选取A、B、C、D、E，5 个计数点（每两个计数点间还的4 个点未画出），则打B 点时的速度大小为_______m/s，木块的加速度大小为_______________ m/s2．（保留三位有效数字）2．在《探究加速度与力、质量的关系》试验中，某组同学用如图1所示装置，来探讨小车质量不变的状况下，小车的加速度与小车受力的关系。
（1）图2是试验中获得的一条纸带的一部分：0、1、2、3、4是计数点，每相邻两计数点间还有4个点（图中未标出），计数点间的距离如图所示，打“3”计数点时小车的速度大小为_________m/s，由纸带求出小车的加速度大小为a=__________m/s2。
图1 图2（2）下列措施中不正确的是__________。
A．首先要平衡摩擦力，使小车受到合力就是细绳对小车的拉力B．平衡摩擦力的方法就是在塑料小桶中添加砝码，使小车能匀速滑动C．每次变更拉小车的拉力后都须要重新平衡摩擦力D．试验中通过在塑料桶中增加砝码来变更小车受到的拉力（3）某组同学由试验得出数据，画出的的关系图线，如图3所示，从图象中可以看出，作用在物体上的恒力F=______N。
当小车的质量为5kg时，它的加速度为_______m/s2．3．在做“探究加速度和力、质量的关系”的试验中，保持小车和砝码的总质量不变，测得小车的加速度a和拉力F的数据如表所示(1)依据表中的数据在坐标系上作出a-F图象________________．(2)图象斜率的物理意义是____________________．(3)小车和砝码的总质量为__________kg .(4)图线(或延长线)与F轴截距的物理意义是_________________________．4．为了探究物体质量肯定时加速度与力的关系，A、B同学设计了如图甲所示的试验装置。
高中物理(新人教版)必修第一册课后习题：实验 探究加速度与力、质量的关系(课后习题)【含答案及解析】
实验:探究加速度与力、质量的关系课后篇巩固提升1.图甲为探究加速度与力、质量的关系的实验装置。
(1)在平衡摩擦力的过程中,若所有的操作均正确,打出的纸带如图乙所示,根据纸带点迹可判断应适当 (选填“减小”或“增大”)木板的倾角,直至小车匀速运动;(2)平衡摩擦力后,当满足小车质量M 远大于钩码质量m 的条件时,小车所受的合外力可近似等于钩码的重力。
实验中,当所挂钩码数量一定时,研究小车加速度a 与其质量M 的关系,由于未满足上述质量条件,实验结果得到的图像可能是 ;(3)图丙为实验中打出的一条纸带,纸带上有七个相邻的计数点,每个相邻计数点间有4个点未标出,经测量:x AB =4.21 cm 、x BC =4.63 cm 、x CD =5.04 cm 、x DE =5.50 cm,x E F =5.92 cm,x FG =6.35 cm 。
已知电源的频率为50 Hz,则小车的加速度a= m/s 2。
(结果保留2位有效数字)丙根据纸带点迹可判断小车做加速运动,则应适当减小木板的倾角,直至小车匀速运动。
(2)当满足m ≪M 的条件时,小车所受的合外力可近似等于钩码的受力,随着1M 逐渐增大,即M 逐渐减小,则不再满足m ≪M 的条件,实际测得的加速度a=mgm+M 小于近似后计算得到的加速度a'=mgM ,所以图像将向下弯曲。
故选B 。
(3)根据Δx=aT 2解得a=x DG -x AD 9T 2=(6.35+5.92+5.50-5.04-4.63-4.21)×10-29×0.12m/s 2=0.43 m/s 2。
减小 (2)B (3)0.432.如图所示是某同学探究小车加速度与力的关系的实验装置,他将光电门固定在水平轨道上的B 点,用不同重物通过细线拉同一小车,每次小车都从同一位置A 由静止释放。
(1)若遮光条的宽度d=4.7 mm,实验时将小车从图示位置由静止释放,由数字计时器读出遮光条通过光电门的时间Δt ,则小车经过光电门时的速度为v= (用字母表示)。
实验：探究加速度与力、质量的关系
考点二 数据处理和误差分析
[典例2] “探究加速度与力、质量的关系”的实验装置如 图所示。
(1)下列说法正确的是________。 A．每次改变小车质量时，应重新平衡摩擦力 B．实验时应先释放小车后接通电源 C．本实验槽码 B 的质量应远大于小车 A 的质量 D．在用图像探究加速度与质量关系时，应作 a-m1A图像
改变小车所受的拉力，测出小车的对应加速度，验证加速度是 否与作用力成正比。 (2)保持悬挂槽码的个数不变，即保持作用力不变，改变研究对 象即小车的质量，测出小车的对应加速度三个物理量的测量 ①小车质量的测量：利用天平测出，在小车上增减砝码可改变 小车的质量。 ②拉力的测量：当悬挂的槽码的质量远小于小车质量的情况 下，可以认为槽码的重力近似等于小车所受的拉力(合外力)。 ③加速度的测量：由纸带根据公式 Δx＝aT2，结合逐差法计算 出小车的加速度。 (2)实验数据的处理——图像法、“化曲为直”法 ①研究加速度 a 和力 F 的关系 以加速度 a 为纵坐标，力 F 为横坐标，根据测量数据描点，然后 作出图像，如图甲所示。若图像是一条通过原点的直线，则说明
为横坐标，作出
a-m1 图像，若
1 a-m
图像是一条过原点的直线，
说明 a 与m1 成正比，即 a 与 m 成反比。
实验器材 小车、砝码、槽码、细绳、一端附有定滑轮的长木板、垫木、打 点计时器、交流电源、纸带、刻度尺、天平。
实验步骤与实验数据处理 1．用天平测出小车的质量 M，并把数值记录下来。 2．按如图所示的装置把实验器材安装好(小车上先不系绳)。
考点一 实验原理与操作
[典例1] 在研究作用力 F 一定时，小车的加速度 a 与小 车(含砝码)质量 M 的关系的实验中，某同学安装的实验装置和设 计的实验步骤如下：
高中物理 2. 实验：探究加速度与力、质量的关系 课后练习、课时练习
一、单选题(选择题)1. “探究小车加速度与质量的关系”实验装置如图所示，平衡摩擦力时应（）A．在钩码盘的牵引下使小车匀速运动B．将长木板的A端适当垫高C．将长木板的B端适当垫高D．在钩码盘的牵引下使小车加速运动2. 在探究加速度与力、质量关系的实验中，某同学设计了如图所示的实验装置。
力传感器可测出轻绳中的拉力大小；两个滑轮均为轻质的、可自由转动的滑轮（转轴处的摩擦阻力很小，可忽略）；打点计时器接交流电源。
实验中保持小车质量不变，改变砂桶中砂的质量，释放小车，读取力传感器的读数，并根据打出的纸带计算出相应的小车加速度。
实验得到多组（）数据，作图得到图像（在横轴，在纵轴）。
下列说法正确的是（）A．为减小误差，实验中一定要保证砂和砂桶的质量远小于小车的质量B．实验中需要用天平测出砂和砂桶的质量C．若图像的斜率为，则可知小车的质量为D．若所用交流电的实际频率低于，则加速度的测量值偏大3. 在“探究加速度与力、质量的关系”实验中，所用到的实验方法是（）A．理想实验法B．等效替代法C．控制变量法D．微分法4. 下列关于物理思想方法说法不正确的是（）A．研究微小形变时采用了“放大”的方法B．建立质点概念时采用了等效替代法C．研究加速度与力、质量关系时采用了控制变量法D．用v-t图像研究匀变速直线运动的位移时间关系时采用了微元法5. 在探究牛顿第二定律的实验中，使用气垫导轨的主要目的是（）A．减小噪声B．减小滑块速度C．增加摩擦力D．减小摩擦力6. 在做“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，某同学根据实验数据画出的小车加速度a和小车所受拉力F的图像为图中的直线I，直线I在坐标轴上截距较大，明显超出了误差范围。
下面给出了关于形成这种情况的四种解释，其中可能正确的是（）A．实验前该同学没有平衡摩擦力B．该同学在平衡摩擦力时，把长木板的末端抬得过高C．实验中该同学所用小车质量远大于钩码质量D．实验中该同学所用小车质量远小于钩码质量7. 学习物理除了知识的学习外，还要领悟并掌握处理物理问题的思想与方法，如图所示是我们学习过的几个实验，其中研究物理问题的思想与方法相同的是( )A．(1)(2) B．(1)(3) C．(3)(4) D．(2)(3)8. 在物理学研究过程中科学家们创造了许多物理学研究方法，如理想实验法、控制变量法、极限法、等效替代法、理想模型法、微元法等，以下关于所用物理学研究方法的叙述错误的是（）A．速度定义式，当Δt非常小时，就可以表示物体在t时刻的瞬时速度，该定义采用了极限法B．在“探究加速度与力和质量的关系”实验中，采用了控制变量法C．在不需要考虑物体本身的大小和形状时，可以把物体抽象成质点采用了等效替代法D．在推导匀变速直线运动的位移公式时，采用了微元法9. 物理概念的提出或物理规补的研究中，常用一些方法来研究物理问题和物理过程，下列说法中错误的是（）A．研究合力与分力的关系时，采用类比方法来研究B．在不需要考虑物体本身的大小和形状，用质点来代替物体的方法叫理想模型法C．伽利略对自由落体运动的研究，采用了实验和逻辑推理相结合的研究方法D．在探究加速度、力、质量三者之间的关系时，先保持质量不变，研究加速度与力的关系；再保持力不变，研究加速度与质量的关系，该实验运用了控制变量法10. 下列关于物理学思想方法的叙述错误的是（）A．探究加速度与力和质量关系的实验运用了控制变量法B．玻璃瓶内装满水，用穿有透明细管的橡皮泥封口。
实验：探究加速度与力、质量的关系
实验四探究加速度与力、质量的关系1。
实验原理（1）保持质量不变，探究加速度跟合外力的关系.(2）保持合外力不变，探究加速度与质量的关系。
（3)作出a－F图象和a－错误!图象,确定其关系.2。
实验器材小车、砝码、小盘、细绳、一端附有定滑轮的长木板、垫木、打点计时器、低压交流电源、导线两根、纸带、天平、米尺。
3。
实验步骤（1)测量:用天平测量小盘和砝码的质量m′和小车的质量m。
（2)安装：按照如图1所示装置把实验器材安装好，只是不把悬挂小盘的细绳系在小车上(即不给小车牵引力).图1(3）平衡摩擦力:在长木板的不带定滑轮的一端下面垫上一块薄木块,使小车能匀速下滑。
（4)操作：①小盘通过细绳绕过定滑轮系于小车上，先接通电源后放开小车，断开电源,取下纸带编号码。
②保持小车的质量m不变，改变小盘和砝码的质量m′，重复步骤①.③在每条纸带上选取一段比较理想的部分,测加速度a。
④描点作图，作a－F的图象。
⑤保持小盘和砝码的质量m′不变，改变小车质量m，重复步骤①和③,作a－1m图象.1.注意事项（1)平衡摩擦力:适当垫高木板的右端,使小车的重力沿斜面方向的分力正好平衡小车和纸带受到的阻力.在平衡摩擦力时，不要把悬挂小盘的细绳系在小车上,让小车拉着穿过打点计时器的纸带匀速运动.(2)不重复平衡摩擦力。
(3)实验条件：m≫m′。
(4）一先一后一按：改变拉力或小车质量后，每次开始时小车应尽量靠近打点计时器,并应先接通电源,后释放小车，且应在小车到达滑轮前按住小车。
2。
误差分析(1)实验原理不完善：本实验用小盘和砝码的总重力m′g代替小车的拉力,而实际上小车所受的拉力要小于小盘和砝码的总重力。
(2)摩擦力平衡不准确、质量测量不准确、计数点间距测量不准确、纸带和细绳不严格与木板平行都会引起误差.3.数据处理(1）利用Δx＝aT2及逐差法求a。
（2)以a为纵坐标,F为横坐标，根据各组数据描点,如果这些点在一条过原点的直线上,说明a 与F成正比。
高中物理--实验：探究加速度与力、质量的关系练习(1)
高中物理--实验：探究加速度与力、质量的关系练习(10分钟,10分)1．对于影响物体加速度的因素,下列说法中正确的是()A．物体的运动时间 B．物体速度的变化量C．物体所受的合外力 D．物体的质量【答案】CD【解析】加速度的定义式a＝ΔvΔt并非是加速度的决定式,所以不可理解为加速度决定于物体速度的变化量或物体的运动时间,影响加速度的外因是物体所受的合外力、内因是物体的质量,所以选项AB错误,选项CD正确．2．为了更直观地反映物体的加速度a与物体质量m的关系,往往用二者的关系图象表示出来,该关系图象应选()A．a－m图象 B．m－a图象C．a－1m图象 D.1m－a图象【答案】C【解析】在作用力相同的情况下,质量越大,速度的变化越慢,加速度越小,两者可能成反比,则用a－1m图象更容易判断．3．如图所示是在“探究加速度与力、质量的关系”实验中,根据实验数据描绘出的三条a—F图线,下列说法中正确的是()A．三条倾斜直线所对应绳的拉力相同B．三条倾斜直线所对应的小车和砝码的总质量不同C．直线1对应的小车和砝码的总质量最大D．直线3对应的小车和砝码的总质量最大【答案】BD【解析】由F＝ma得a＝1mF,斜率越大,质量越小,故B、D选项正确．4．补充探究“加速度与力、质量的关系”的实验中步骤：A．用天平测出小车的质量m,记录数据．B．把实验器材安装好,先________(填“要”或“不要”)把沙桶挂在小车上．C．平衡摩擦力：在长木板________的一端下面垫上一块薄木板,反复移动薄木板的位置,直至小车在斜面上保持________状态,这时小车拖着纸带运动时受到的摩擦力恰好与小车所受的重力在斜面上的分力平衡．D．把细绳系在小车上并绕过定滑轮悬挂沙桶(含沙)．E．先接通电源再放开小车,取下纸带,标记号码,在表格中记录沙桶和沙的总质量M,当满足________时,可以认为小车受到的牵引力F＝Mg.F．保持小车的质量不变,依次改变________,重复步骤E.G．在每条纸带上选取一段比较理想的部分,计算出每条纸带的加速度a,分别记录在表格中．H．用纵坐标表示加速度a,横坐标表示力F,根据实验数据在坐标纸上描点,研究a与F的关系．I．保持________不变,依次在小车上加砝码,并在表格中记录小车和砝码质量m,重复步骤E 和步骤G,用纵坐标表示加速度a,横坐标表示________,根据实验数据在坐标纸上描点,研究a与m的关系．【答案】B.不要 C．远离滑轮；匀速直线运动 E．M远小于小车的总质量 F．沙桶中沙的质量 I．沙桶和沙的总质量；小车和砝码总质量的倒数(20分钟,30分)知识点一探究加速度a与质量m、作用力F的关系1．关于“探究加速度与力、质量的关系”的实验,下列说法正确的是()A．可在小车前端系一弹簧测力计,用于测重物通过细线对小车的拉力B．实验时应将长木板没有滑轮的一端适当垫高,不挂砂桶,接通打点计时器的工作电源,轻推小车,若所打纸带上的点迹均匀,则表明小车所受的摩擦力与小车的重力沿长木板向下的分力平衡C．改变小车的质量后,仍需重新平衡摩擦力D．已平衡摩擦力且满足小车的质量远大于砂桶的质量时,可认为小车所受合外力的大小等于砂桶重力【答案】BD【解析】由于小车在运动,因此弹簧测力计也将随小车一起运动,而读数时观察者不可能始终保持视线与面板垂直,故无法正确地读数,选项A错误；将长木板没有滑轮的一端适当垫高且不挂砂桶时,小车受三个力作用,若所打纸带上的点迹均匀,则表明小车做匀速直线运动,故小车所受的摩擦力与小车的重力沿长木板向下的分力平衡,选项B正确；设长木板倾角为θ,小车质量为M′,小车与长木板间的动摩擦因数为μ,则有M′gsinθ＝μM′gcosθ,即使改变小车质量,小车的重力沿长木板向下的分力与摩擦力仍平衡,故不需重新平衡摩擦力,选项C错误；设小车的总质量为M,砂桶的总质量为m,平衡摩擦力后,根据牛顿第二定律,对小车有T＝Ma,对砂桶有mg －T＝ma,解得T＝MM＋mmg,整理得T＝mg1＋mM,当M≫m时,可认为T＝mg,选项D正确．2．如图所示,在探究加速度与力、质量的关系的演示实验中,若1、2两个相同的小车所受拉力分别为F1、F2,车中所放砝码的质量分别为m1、m2,打开夹子后经过相同的时间两车的位移分别为x1、x2,则在实验误差允许的范围内,有()A．当m1＝m2、F1＝2F2时,x1＝2x2B．当m1＝m2、F1＝2F2时,x2＝2x1C．当m1＝2m2、F1＝F2时,x1＝2x2D．当m1＝2m2、F1＝F2时,x2＝2x1【答案】A【解析】题中m1和m2是车中砝码的质量,绝不能认为是小车的质量．当m1＝m2时,两车总质量仍相等,因F1＝2F2,则a1＝2a2.由x＝12at2知,A正确,B错误；若m1＝2m2,两车总质量关系未知,故C、D不能确定．3．某同学做“探究加速度与力、质量的关系”的实验时,画出了如图所示的三条图线,这三条图线表示实验中小车的________不同．【答案】质量【解析】在保证小车质量一定的前提下,a与F才成正比,由于图线的倾斜程度不同,说明小车的质量不同．4．在实验小车的受力F一定时,a与m的关系数据如下表所示．试根据表中数据回答下列问题.a/(m/s2) 2.01 2.66 3.23 3.98m/kg 2.00 1.50 1.25 1.00(1)作a－m的关系图象能否发现a与m的关系？为什么？怎样做才能发现a与m的关系？________________________________________________________________________(2)在坐标纸中画出a－1/m的关系图象；(3)根据a－1/m的关系图象,你能得出怎样的结论？________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________【答案】(1)作a与m的关系图象,不能发现a与m的关系．根据表格可猜想到a与m可能成反比、也可能是a与m2成反比……,显然a－m关系图线是曲线,凭肉眼是不能判断曲线是否是双曲线的．若xy＝k(k为不等于0的常数),则作y－1x的关系图线可化曲为直,故应通过作a－1/m的关系图象研究．(2)a－1/m关系图象如右图所示．(3)在小车所受合外力保持不变时,小车的加速度与质量成反比．【解析】(2)在坐标纸上描点,连线使各点尽可能的在直线上或分布在直线的两侧．(3)由(2)知图线为过原点的直线,故在小车所受合外力不变时,小车的加速度与质量成反比． 5．在“探究加速度与力、质量的关系”实验中,关于小车所受的合力,下列叙述中正确的是()A．小车所受合力就是所挂吊盘和砝码的重力B．小车所受合力的大小等于吊盘和砝码通过细绳对小车所施加的拉力C．只有平衡摩擦力后,小车所受合力才等于细绳对小车的拉力D．只有平衡摩擦力后,且小车的质量M远大于吊盘与砝码的总质量时,小车所受合力可以认为等于吊盘和砝码的重力【答案】CD【解析】吊盘和砝码的重力不可以说成是小车所受的合力,故选项A错误．由于小车下滑必受摩擦力作用,平衡摩擦力实际是小车重力的下滑分力抵消摩擦力,此时小车所受合力等于细绳的拉力,故选项B错误,选项C正确．因为吊盘与砝码拉动小车共同加速运动,细绳对小车的拉力并不等于吊盘与砝码的重力．可以证明只有当小车质量M远远大于吊盘与砝码质量m时,细绳中的拉力才可以近似等于吊盘与砝码的重力,故选项D正确．6．经过对加速度与物体的质量和合外力的关系的探究学习,已经知道物体的加速度a与物体受的力F及物体的质量m满足的关系式a∝F,a∝1m.如果在光滑的水平面上有一质量为m的物体受到水平力F作用,从静止开始在t时间内移动了x距离,今要使距离变为4x可采用以下哪一种方法()A．只将水平恒力增为4FB．只将物体质量减为原来的一半C．只将作用时间增为2tD．只将作用时间增为4t【答案】AC【解析】当质量m、作用时间不变时,作用力增为4F,由于a∝F,所以加速度a增为原来的4倍．由x＝12at2得,距离变为4x；当F、m不变时,a不变,时间变为2t时,由x＝12at2得,距离变为4x.7．利用如图甲所示的装置“探究质量一定,加速度与力的定量关系”实验时,甲同学根据实验数据画出的小车加速度a和小车所受拉力F的图象如图乙中的直线Ⅰ所示,乙同学画出的a －F图象如图乙中的直线Ⅱ所示．直线Ⅰ、Ⅱ在两个坐标轴上的截距都比较大,明显超出了误差范围,下面关于形成这种状况原因的解释正确的是()A．实验前甲同学没有平衡摩擦力B．甲同学在平衡摩擦力时,把长木板不带滑轮的一端垫得过高了C．实验前乙同学没有平衡摩擦力D．乙同学在平衡摩擦力时,把长木板不带滑轮的一端垫得过高了【答案】BC【解析】图线Ⅰ表明不对小车施加拉力小车就有加速度,说明平衡摩擦力过度,即长木板不带滑轮的一端垫得过高了．图线Ⅱ表明对小车施加一个较小的力,小车也没有加速度,说明乙同学没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足,即长木板不带滑轮的一端没有垫木块或垫得不够高． 8．在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中,得到一条如图所示的纸带,按时间顺序取0、1、2、3、4、5、6共7个计数点.0到6间每相邻两计数点间各有四个计时点未画出,测得两相邻计数点的距离依次为x1＝1.40 cm,x2＝1.90 cm,x3＝2.38 cm,x4＝2.88 cm,x5＝3.39 cm,x6＝3.87 cm.(结果保留两位有效数字)(1)在计时器打出点1、2、3、4、5时,小车的速度分别为：v1＝0.17 m/s,v2＝________m/s,v3＝0.26 m/s,v4＝________m/s,v5＝0.36 m/s.(2)以0计数点对应t＝0时刻,在坐标系中作出v－t图象,并由图象求出小车的加速度a＝________m/s2.【答案】(1)0.210.31(2)v－t图象如图所示 0.50【解析】(1)利用纸带测小车速度的原理是“匀变速直线运动中一段时间内的平均速度等于这段时间中间时刻的瞬时速度”．v2＝1.90＋2.380.2×10－2 m/s＝0.214 m/s,因结果保留两位有效数字,故v2＝0.21 m/s.v4＝2.88＋3.390.2×10－2 m/s＝0.313 5 m/s,因结果保留两位有效数字,故v4＝0.31 m/s.(2)描点连线可得小车的v－t图象如图所示,图线的斜率k＝0.36－0.210.5－0.2m/s2＝0.50 m/s2.9．用如图所示装置,探究“加速度与力、质量的关系”的活动中：(1)某同学在接通电源进行实验之前,将实验器材组装如图所示．请你指出该装置中错误或不妥之处：________________________________________________________________________________________________________________________________________________.(2)改正实验装置后,该同学顺利地完成了实验．如图是他在实验中得到的一条纸带,图中相邻两计数点之间的时间间隔为0.1 s,由图中的数据可算得小车的加速度a为________m/s2.【答案】(1)打点计时器不应使用干电池,应使用交流电源；实验中没有平衡小车的摩擦力；小车初始位置离打点计时器太远．(2)0.195【解析】(1)打点计时器必须使用交流电源,不能使用干电池；为保证细绳对小车的拉力作为小车受的合外力,实验前必须平衡摩擦力,该装置却没有平衡摩擦力；为了在纸带上打下更多的点,实验时小车的初始位置离打点计时器不可太远．(2)a＝x后两段－x前两段4T2＝[ 4.04－1.63 －1.63]×10－24×0.12m/s2＝0.195 m/s2.10.用如图所示的装置研究作用力F一定时,小车的加速度a与小车质量m的关系,某位同学设计的实验步骤如下：A．用天平称出小车和小桶及内部所装砂子的质量；B．按图装好实验器材；C．把轻绳系在小车上并绕过定滑轮悬挂砂桶；D．将电磁打点计时器接在6 V电压的蓄电池上,接通电源,放开小车,打点计时器在纸带上打下一系列点,并在纸带上标明小车质量；E．保持小桶及其中砂子的质量不变,增加小车上的砝码个数,并记录每次增加后的m值,重复上述实验；F．分析每条纸带,测量并计算出加速度的值；G．作a－m关系图象,并由图象确定a－m关系．(1)该同学漏掉的重要实验步骤是________,该步骤应排在________步实验之后．(2)在上述步骤中,有错误的是________,应把________改为________．(3)在上述步骤中,处理不恰当的是________,应把________改为________．【答案】(1)平衡摩擦力 B(2)D 6 V电压的蓄电池 6 V以下交流电压的学生电源(3)G a－m图象 a－1m图象【解析】实验中把小桶及其中砂子的重力看做与小车所受拉力大小相等,没有考虑摩擦力,故必须平衡摩擦力．电磁打点计时器接在6 V电压的蓄电池上将无法工作,必须接在6 V以下交流电压的学生电源上．作a－m关系图象,得到的是双曲线,很难作出正确的判断,必须“化曲为直”,改作a－1m关系图象．课后作业时间：45分钟 满分：80分班级________ 姓名________ 分数________一、选择题1．下列方法中,可实现对小车的加速度与力、质量的关系探究的是()A．理想实验法 B．等效替代法C．控制变量法 D．物理模型法【答案】C【解析】物理学中研究多变量关系时,应采用控制变量法．探究小车的加速度与力、质量的关系时,应先保持小车的质量不变,研究加速度与力的关系,然后保持小车所受的合外力不变,研究小车的加速度与质量的关系．故选项C正确．2．在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中,关于平衡摩擦力的说法中正确的是() A．“平衡摩擦力”的本质就是想法让小车受到的摩擦力为零B．“平衡摩擦力”的本质就是使小车所受的重力在沿斜面方向的分力与所受到的摩擦阻力相平衡C．“平衡摩擦力”的目的就是要使小车所受的合力等于所挂砝码通过细绳对小车施加的拉力D．“平衡摩擦力”是否成功,可由小车拖动后由打点计时器打出的纸带上的点迹间距是否均匀来确定【答案】BCD【解析】小车运动过程中受的阻力是永恒存在的,无法使之为零,故A项错误；要使小车匀速下滑,平衡摩擦力即小车重力沿斜面的分力“mg sinθ”应与摩擦阻力Ff相平衡,进而小车所受的合力也就等于所挂钩码通过细绳和滑轮对小车施加的拉力,故B、C、D正确． 3．在做“探究加速度与力、质量的关系”的实验时()A．应使砂子和小桶的总质量远小于小车和砝码的总质量,以减小实验误差B．可以用天平测出小桶和砂的总质量m1、小车和砝码的总质量m2,根据公式a＝m1m2g,求出小车的加速度C．处理实验数据时采用描点法画图象,是为了减小误差D．处理实验数据时采用a－1m图象,是为了便于根据图线直观地判断a与m的关系【答案】ACD【解析】实验中应满足A所述的条件,故A正确．实验中加速度应根据纸带计算得出,故B错误．画图象时偏离较远的点已舍弃,误差较小,故C正确．采用a－1m图象,图象为直线,更直观,容易得出a、m的关系,故D对．4．在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中,研究作用力一定,加速度与质量的关系时,下列说法中错误的是()A．平衡摩擦力时,应将装砂的小桶用细绳通过定滑轮系在小车上B．每次改变小车质量时,不需要重新平衡摩擦力C．实验时,先放开小车,再接通打点计时器的电源D．在小车中增减砝码,应使小车和砝码的质量远大于砂和小桶的总质量【答案】AC【解析】平衡摩擦力时不应挂砂桶,只需将小车放在长木板上连接纸带,使长木板无定滑轮的一端垫高,当小车刚好能匀速运动时,即平衡了摩擦力,A选项错误；当改变小车质量时,沿斜面向下的分力、摩擦力都跟质量成正比改变,一次平衡后,就不用再平衡了,B选项正确；实验时应先接通电源,让打点计时器正常工作后,再放开小车,才能打出完整的纸带,C选项错误；在小车中增减砝码时,必须保证小车和砝码的总质量远大于小桶和砂的总质量,才能使小车受到的牵引力近似等于砂和桶的重力,因此D选项正确．5．在探究加速度与物体质量和外力的关系的实验中,下列做法和理由正确的是() A．实验中所用电源为低压直流电源B．可以将装有砂子的小桶用钩码代替,这样会使实验更加方便C．实验结果不用a－M图象,而且a－1/M图象,是为了便于根据图象直观地作出判断D．小车运动的加速度可用天平测出小桶和砂的质量(M′和m′)以及小车质量M后直接用公式a＝(M′＋m′)g/M求出【答案】C【解析】打点计时器需要低压交流电源,所以A错误．若用钩码代替装有砂子的小桶进行实验,由于钩码的质量太大,不利于进行调节拉力的大小,故B错误．用a－1/M图象进行验证,这样能更直观地对问题进行判断,所以C正确．本实验是探究a与F、m的关系,直接运用牛顿第二定律a＝F/m求出a是不对的,这是一种逻辑错误．6．利用如图所示的装置可以做力学中的一些实验,小车质量为M.盘及盘中砝码的总质量为m,以下说法正确的是()A．在利用该装置“研究匀变速直线运动”的实验中,应该先接通电源,再释放小车B．在利用该装置来“探究物体的加速度与力、质量的关系”时,要使细线的拉力等于砝码及盘的总重量,应该满足的条件是M远大于mC．在利用该装置来“探究物体的加速度与质量的关系”时,可以通过图象法处理数据,画出a－m关系即可确定加速度与质量的关系D．在利用该装置来做“探究小车速度随时间变化的规律”实验前,木板左端被垫起一些,使小车在不受拉力作用时做匀速直线运动,这样做的目的是为了补偿阻力【答案】AB【解析】在利用打点计时器做实验中,都应该先接通电源,再释放小车,选项A正确；在利用该装置来“探究物体的加速度与力、质量的关系”时,要使细线的拉力等于砝码及盘的总重量,应该满足的条件是M远大于m,选项B正确；在利用该装置来“探究物体的加速度与质量的关系”时,可以通过图象法处理数据,画出a－1/M关系即可确定加速度与质量的关系,选项C错误；利用该装置来做“探究小车速度随时间变化的规律”实验,不用把木板左端被垫起,选项D错误．7．如图所示是某同学根据实验数据画出的图象,下列说法中正确的是()A．形成图甲的原因是平衡摩擦力时长木板倾角过大B．形成图乙的原因是平衡摩擦力时长木板倾角过小C．形成图丙的原因是平衡摩擦力时长木板倾角过大D．形成图丁的原因是平衡摩擦力时长木板倾角过小【答案】AD【解析】a－F图象纵轴有截距说明力F为零时加速度不为零,此时倾角过大,A正确．横轴有截距说明施加力F后加速度有一过程仍为零,说明倾角太小,平衡摩擦力不足,C错．a－1m图象纵轴有截距说明倾角太大,平衡摩擦力过大,B错．而横轴有截距,说明平衡摩擦力不足,倾角太小,故D正确．8．如图是某同学探究加速度与力、质量的关系时已接通电源正要释放纸带时的情况,对该同学操作的评价,下列说法正确的是()A．应使用4～6 V的交流电源B．打点计时器应固定于长木板没有滑轮的一端,且小车紧靠打点计时器停放C．应调节滑轮的高度使得细线与木板平行D．应调节长木板的倾角以平衡摩擦力【答案】BCD【解析】打点计时器的工作电源是交流电源,若为电磁打点计时器,则应使用4～6 V的交流电源,若为电火花打点计时器,则应使用220 V的交流电源,装置图未说明打点计时器的种类,故选项A错误；打点计时器应固定在长木板没有滑轮的一端,且小车应紧靠打点计时器停放,这样可保证纸带足够长而打上更多的点以采集更多的数据,选项B正确；滑轮位置偏低,应通过调节滑轮的高度以确保细线与长木板平行,从而保证小车所受的合外力不变,选项C正确；应将长木板的另一端适当垫高以平衡摩擦力,选项D正确．9.在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中,用改变砂的质量的办法来改变对小车的作用力F.用打点计时器测出小车的加速度a,得出若干组F和a的数据,然后根据测得的数据作出如图所示的a－F图线,发现图线既不过原点,又不是直线,原因是()A．没有平衡摩擦力,且小车质量较大B．平衡摩擦力时,所垫木板太高,且砂和小桶的质量较大C．平衡摩擦力时,所垫木板太低,且砂和小桶的质量较大D．平衡摩擦力时,所垫木板太高,且小车质量较大【答案】C【解析】由题图知,增大F的大小,一开始a始终为零,说明平衡摩擦力时,所垫木板太低,没完全平衡掉摩擦力,随F的增大,图线出现弯曲,说明不能满足小车及砝码的质量远远大于砂的质量,故只有C正确．不变时,加速度10．探究加速度与物体的质量以及外力关系的实验中,为了探究滑块质量m与外力F的定量关系,砝码质量m和滑块质量m分别选取下列四组值：A．m＝500 g,m分别为50 g,70 g,100 g,125 gB．m＝500 g,m分别为20 g,30 g,40 g,50 gC．m＝200 g,m分别为50 g,75 g,100 g,125 gD．m＝200 g,m分别为30 g,40 g,50 g,60 g若其他操作都正确,那么在选用哪组值测量时所画出的a－F图线较准确()【答案】B【解析】探究滑块质量m不变时,加速度与外力F的定量关系,是用砝码的重力代替对滑块的拉力,为了减小实验误差,应使m≫m,为此选B组值误差较小．二、非选择题11．在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中,得到一条打点的纸带,如图所示,已知相邻计数点间的时间间隔为T,且间距x1、x2、x3、x4、x5、x6已测出,则计算小车的加速度的表达式a＝________________________________________________________________________.【答案】 x4＋x5＋x6－ x1＋x2＋x33T 2【解析】逐差法是测小车加速度的方法之一,其本质仍然是用Δx＝aT2求加速度．可将AG分为时间均为3T的两段AD及DG,它们的位移分别为“x1＋x2＋x3”、“x4＋x5＋x6”,根据Δx＝aT2得(x4＋x5＋x6)－(x1＋x2＋x3)＝a(3T)2,故a＝x4＋x5＋x6－ x1＋x2＋x33T 2.12．在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中,备有下列器材：A．电火花计时器；B.天平；C.秒表；D.交流电源；E.电池；F.纸带；G.细绳、砝码、滑块(可骑在气垫导轨上)；H.气垫导轨(一端带定滑轮)；I.毫米刻度尺；J.小型气泵．(1)实验中应选用的器材有________________；实验的研究对象是________________．(2)本实验分两大步骤进行：①________________；②________________.【答案】(1)A、B、D、F、G、H、I、J 骑在气垫导轨上的滑块(2)①研究a与F的关系(m一定)②研究a与m的关系(F一定)【解析】根据原理想步骤,根据步骤想器材．本实验的重点是：在m一定时,根据在不同力作用下打出的纸带,求出加速度；F一定时,根据在不同质量条件下打出的纸带,求出加速度,故只要明确电火花计时器及气垫导轨的工作条件,则不难将器材选出．13．在实验小车的质量m一定时,小车的加速度a与合外力F的关系的有关数据如下表所示．试根据表中数据回答下列问题.a/(m/s2) 1.98 4.06 5.958.12F/N 1.00 2.00 3.00 4.00(1)在坐标纸中画出a－F的关系图象；(2)根据a－F的关系图象,你能得出怎样的结论？________________________________________________________________________ 【答案】(1)a－F的关系图象如图所示．(2)在小车的质量保持不变时,小车的加速度与合外力成正比．【解析】(1)在坐标纸上描点,各点呈线性分布,连线时使尽可能多的点在直线上或分居在直线的两侧．(2)由(1)知图线为过原点的直线,故在小车的质量保持不变时,小车的加速度与合外力成正比．14．如图(a)为某同学设计的“探究加速度与小车所受合力F及质量m的关系”实验装置简图,A为小车,B为电火花计时器,C为装有砝码的小桶,D为一端带有定滑轮的长木板．在实验中可认为细线对小车的拉力F等于砝码和小桶的总重力,小车运动的加速度a可用纸带上的点求得．(1)关于该实验,下列说法中正确的是________．A．用砝码和小桶的总重力来表示F,对实验结果会产生误差B．为消除摩擦力对实验的影响,可以把长木板D的左端适当垫高C．使用电火花计时器时先使纸带运动,再接通电源D．长木板D的左端被垫高后,图中细线应保持与长木板的表面平行(2)实验中获取的一条纸带的一部分：0、1、2、3、4是计数点,每相邻两计数点间还有4个打点(图中未标出),计数点间的距离如图(b)所示,由纸带求出小车的加速度a＝________m/s2(加速度a的计算结果保留两位有效数字)．(3)在“探究加速度与质量的关系”时,保持砝码和小桶质量不变,改变小车质量M,分别测得小车的加速度a与对应的质量M,数据如下表：次数 1 2 3 4 5小车的加速度1.25 1.000.800.500.40a/(m·s－2)小车的质量0.4000.5000.625 1.000 1.250M/kg小车质量的倒数2.50 2.00 1.60 1.000.80M－1/kg－1利用上表数据,在图(c)的坐标纸上选择合适物理量为坐标轴建立坐标系,作出直观反映a与M关系的图象．从图线可得到的结论是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________.【答案】(1)ABD(2)0.50(3)图象如图所示 在合外力一定的情况下,小车的加速度与小车的质量成反比。
实验4 探究加速度与物体受力、物体质量的关系
实验探究加速度与物体受力、物体质量的关系实验方案1用阻力补偿法探究加速度与力、质量的关系探究加速度与力、质量的关系。
1．保持小车质量不变，通过改变槽码的个数改变小车所受的拉力，探究加速度与拉力的定量关系。
2．保持小车所受的拉力不变，通过在小车上增加重物改变小车的质量，探究加速度与质量的定量关系。
打点计时器、纸带、复写纸片、小车、一端附有定滑轮的长木板、槽码(若干个)、夹子、细绳、垫木、低压交流电源、导线、天平(带有一套砝码)、刻度尺。
1．称量质量——用天平测量小车的质量M0。
2．安装器材——按照如图所示装置把实验器材安装好，只是不把悬挂槽码的细绳系在小车上(即不给小车牵引力)。
3．补偿阻力——在长木板不带定滑轮的一端下面垫上一块薄木块，反复移动薄木块的位置，直至小车在斜面上运动时可以保持匀速直线运动状态。
4．让小车靠近打点计时器，挂上槽码，先接通电源，再让小车拖着纸带在木板上匀加速下滑，打出一条纸带。
计算槽码的重力，即为小车所受的合力，由纸带计算出小车的加速度，并把力和对应的加速度填入表1中。
5．改变槽码的质量，重复步骤4，并多做几次。
6．保持槽码的质量不变，在小车上放上砝码改变小车的质量，让小车在木板上运动打出纸带。
计算小车上砝码和小车的总质量M，并由纸带计算出小车对应的加速度，并将所对应的质量和加速度填入表2中。
7．改变小车上砝码的个数，重复步骤6，并多做几次。
表1小车质量一定拉力F加速度a表2小车所受的拉力一定质量M加速度a1．计算加速度——先在各条纸带上标明计数点，测量各计数点间的距离，再根据逐差法计算纸带对应的加速度。
2．作图像找关系——根据表1中记录的各组对应的加速度a与小车所受牵引力F，建立直角坐标系，描点画a-F图像，如果图像是一条过原点的倾斜直线，便证明加速度与合力成正比。
再根据表2中记录的各组对应的加速度a与小车和小车上砝码的总质量M，建立直角坐标系，描点画a－1M图像，如果图像是一条过原点的倾斜直线，就证明了加速度与质量成反比。
实验_探究加速度及力质量的关系
1．下面是“探究加速度与力、质量的关系”的实验步骤：①用天平测出小车质量M 和小盘质量m②安装好打点计时器，在小车上装好纸带③调整长木板的倾斜程度④在小盘中放入适量的砝码m 1⑤保持小车质量一定时，探究加速度与力的关系⑥保持小车所受拉力一定时，探究加速度与质量的关系(1)步骤③的目的是________。
(2)步骤④中，要求小盘和砝码总质量(m ＋m 1)________小车质量M 。
(3)步骤⑤和⑥，表明该实验采用的科学方法是________。
解析： (1)步骤③是为了平衡掉小车与木板、纸带与打点计时器间的摩擦力。
(2)步骤④中，要求小盘和砝码总质量(m ＋m 1)远小于小车的质量M 。
(3)该实验采用的是控制变量法。
答案： (1)平衡摩擦力 (2)远小于 (3)控制变量法2．在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，采用如图所示的装置。
(1)本实验应用的实验方法是________。
A ．控制变量法B ．假设法C ．理想实验法D ．替代法 (2)下列说法中正确的是________。
A ．在探究加速度与质量的关系时，应改变拉力的大小B ．在探究加速度与力的关系时，应该改变小车的质量C ．在探究加速度a 与质量M 的关系时，为了直观判断二者间的关系，应作出a －1M图象 D ．当小车的质量远大于小盘和砝码的总质量时，才能近似认为细线对小车的拉力大小等于小盘和砝码的总重力大小解析： (1)实验采用了控制变量法，即先保证物体质量不变，研究加速度与合力的关系，再保证物体受力不变，研究加速度与质量的关系。
(2)探究a 与M 的关系时，保持F 不变，改变M 大小；探究a 与F 的关系时，保持M 不变，改变F 大小，故A 、B 错。
a －1M关系图象为过原点的直线，作出这个图象容易证明a 与M成反比，C对。
只有小车的质量远大于小盘与砝码的总质量时，小车受到的合力大小才约等于小盘与砝码的总重力，D对。
答案：(1)A (2)CD3．在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中：(1)某组同学用如图甲所示的装置，采用控制变量法，来研究在小车质量不变的情况下，小车的加速度与小车受到的力的关系，下列措施中不需要和不正确的是________。