4.2实验：探究加速度与力、质量的关系2学生版

4.2实验：探究加速度与力、质量的关系2

【目标定位】

1、进一步熟练和掌握实验原理和数据的处理以及实验误差分析

2、会处理探究加速度与力、质量的关系的拓展实验

【课堂探究】

例1在“探究加速度与力、质量的关系”活动中，某小组设计了如图426所示的实验装置．图中上下两层水平轨道表面光滑，两小车前端系上细线，细线跨过滑轮并挂上砝码盘，两小车尾部细线连到控制装置上，实验时通过控制装置使两小车同时开始运动，然后同时停止．

(1)在安装实验装置时，应调整滑轮的高度，使________；在实验时，为减小系统误差，应使砝码盘和砝码的总质量________(选填“远大于”“远小于”或“等于”)小车的质量．

(2)本实验通过比较两小车的位移来比较小车加速度的大小，能这样比较，是因为

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________.

(3)实验中获得数据如下表所示：小车Ⅰ、Ⅱ的质量均为200 g

.

在第1次实验中小车Ⅰ从A点运动到B点的位移如图所示，请将测量结果填到表中空格处．通过分析，可知表中第________次实验数据存在明显错误，应舍弃．

例题2图

例2 “探究加速度与力、质量的关系”的实验装置如图甲所示．

(1)在平衡小车与桌面之间摩擦力的过程中，打出了一条纸带如图428乙所示．计时器打点的时间间隔为0.02 s ．从比较清晰的点起，每5个点取一个计数点，量出相邻计数点之间的距离．该小车的加速度大小a ＝________m /s 2.(结果保留两位有效数字)

(2)平衡摩擦力后，将5个相同的砝码都放在小车上．挂上砝码盘，然后每次从小车上取一个砝码添加到砝码盘中，测量小车的加速度．小车的加速度a 与砝码盘中砝码总重力F 的实验数据如下表：

请根据实验数据在图中作出a-F 的关系图象．

(3)根据提供的实验数据作出的a-F 图线不通过原点，请说明主要原因．

【例题3】在探究加速度与力、质量的关系实验中，小车及车中砝码的质量用M 表示，盘及盘中砝码的质量用m 表示，小车的加速度可由小车后拖动的纸带打上的点计算出．

(1)当M 与m 的大小关系满足________时，才可以认为绳对小车的拉力大小等于盘及盘中砝码的重力．

(2)一组同学在做加速度与质量的关系实验时，保持盘及盘中砝码的质量一定，改变小车及车中砝码的质量，测出相应的加速度，采用图象法处理数据．为了比较容易地观测加速度a 与质量M 的关系，应该做a 与________的图象．

(3)乙、丙同学用同一装置做实验，画出了各自得到的a-1M

图线如图所示，两个同学做实验时的盘及盘中砝码的质量m 乙________(填“大于”“小于”或“等于”)m 丙．

4.2实验：探究加速度与力、质量的关系2【课后练习】

班级____________ 姓名_________________ 时间___________ 评价__________ 1．在利用打点计时器探究加速度与力、质量关系的实验中，以下做法正确的是()

A．平衡摩擦力时，应将重物用细绳通过定滑轮系在小车上

B．每次改变小车的质量时，不需要重新平衡摩擦力

C．实验时，先放开小车，后接通电源

D．“重物的质量远小于小车的质量”这一条件如不满足，对探究过程也不会产生影响

2.如图所示，在探究加速度和力、质量关系的实验中，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＝2x2

B．当m1＝m2、F1＝2F2时，x2＝2x1

C．当F1＝F2、m1＝2m2时，x1＝2x2

D．当F1＝F2、m1＝2m2时，x2＝2x1

3．如图是某些同学根据实验数据画出的图象，

下列说法中正确的是()

A．甲和乙较好地把握了实验条件M远大于m

B．丙和丁没有把握好实验条件M远大于m

C．甲同学长木板的倾角太小，而乙同学长木板的倾角太大

D．甲、乙、丙三同学中，丙较好地完成了平衡摩擦力的操作

4．如图所示，是某次利用气垫导轨探究加速度与力、质量关系的实验装置安装完毕后的示意图，图中A为沙桶和沙，B为定滑轮，C为滑块及上面添加的砝码，D为纸

带，E为电火花计时器，F为蓄电池，电压为6 V，G是电键，请指

出图中的三处错误：

(1)____________________________________________________；

(2)____________________________________________________；

(3)____________________________________________________．

5．某同学设计了一个“探究加速度与物体所受合力及质量的关系”实验．如图所示为实验装置简图，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方形木板．电源频率50 Hz.

(1)在实验中必须平衡摩擦力，以小车________所受重力的沿斜面

向下的分力平衡摩擦力，当小车做________运动时，摩擦力恰好

被平衡；之后可认为细绳对小车的拉力F等于砝码和小桶的总重

力，需满足的条件是________________．

(2)图为某次实验得到的纸带(纸带上的点为实际打下的点)，根据

图中的纸带和相关数据可求出小车的加速度大小a＝________m/s2.(结果取两位有效数字)