精做08 实验：探究加速度与力、质量的关系-学易试题君之大题精做君2019学年高一物理人教(必修1)(解析)

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实验：探究加速度与力、质量的关系习题（附解析）

实验：探究加速度与力、质量的关系习题（附解析）实验：探究加速度与力、质量的关系一、选择题1．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．2．如果a －1m图象是通过原点的一条直线，则说明 ( )A ．物体的加速度a 与质量m 成正比B ．物体的加速度a 与质量m 成反比C ．物体的质量m 与加速度a 成正比D ．物体的质量m 与加速度a 成反比 [答案] B[解析] a －1m 图象是通过原点的一条直线，则a 与1m 成正比，则加速度a 与质量m 成反比，A 项错误，B 项正确．物体的质量为定值，故C 、D 选项错误．3．在利用打点计时器和小车做“探究加速度与力、质量的关系”的实验时，下列说法中正确的是 ( )A ．平衡摩擦力时，应将砝码盘及盘内砝码通过定滑轮拴在小车上B ．连接砝码盘和小车的细绳应与长木板保持平行C ．平衡摩擦力后，长木板的位置不能移动D ．小车释放前应靠近打点计时器，且应先接通电源再释放小车[答案] BCD [解析] 本实验先平衡摩擦力而后再把悬挂小盘的细绳系在小车上，所以A 选项错误．4．在“验证牛顿第二定律”的实验中，在研究加速度a 与小车的质量M 的关系时，由于没有注意始终满足M ?m 的条件，结果得到的图象应是图中的 ( )[答案] D[解析] 在本实验中，小车的加速度a ＝F M ＝mg M ＋m ，则绳子的张力F ＝MmgM ＋m ，在研究加速度跟小车质量M 的关系时，保持m 不变，若横轴为1/(M ＋m )，则a －1/(M ＋m )图象应是过原点的直线，当满足M ?m 时，m 可以忽略不计，a ≈mgM ，a －1/M 图象还可以满足图象是过原点的直线；当小车的质量较小，不满足M ?m 时，斜率将变小，图象便发生弯曲．故选D.二、非选择题5．如图所示的是做探究牛顿第二定律实验中打出的一条纸带，相邻记数点的时间间隔为T ，间距x 1、x 2、x 3……x n 已测量出．(1)请写出三个不同的计算加速度的表达式．(2)甲、乙两同学用同一装置做实验，画出了各自的a －F 图象(如图所示)这两个同学在做实验时，采用的哪一个物理量不同？试比较其大小．[答案] (1)(x 2－x 1)/T 2 13T 2(x 4－x 1)19T 2[(x 6＋x 5＋x 4)－(x 3＋x 2＋x 1)] (2)两者所用的小车和砝码的总质量不同，且m 甲<="">[解析] 图象问题的分析要注意图象的截距及斜率的物理意义． (1)利用x 1、x 2两段，由Δx ＝aT 2得 a ＝(x 2－x 1)/T 2因为x 2－x 1＝aT 2，x 3－x 2＝aT 2，x 4－x 3＝aT 2，所以x 4－x 1＝3aT 2故a ＝13T 2(x 4－x 1)同理a ＝13T 2(x 5－x 2)＝13T 2(x 6－x 3)所以3a ＝13T 2[(x 4－x 1)＋(x 5－x 2)＋(x 6－x 3)]即a ＝19T2[(x 6＋x 5＋x 4)－(x 3＋x 2＋x 1)](2)在a －F 图象上，对应F 相同时，由图象可知a 甲>a 乙，F 相同时加速度与质量成反比，则m 甲<="" 甲6．某位同学利用气垫导轨装置做“探究加速度与物体所受力的关系”的实验中，记录(1)填好表格中的有关数据． (2)画出a －F 图象．(3)由图象得到什么结论？[答案] (1)(2)如图所示．(3)由图象是一条直线说明，加速度与物体所受的合外力成正比．7．在“验证牛顿运动定律”的实验中，采用如图所示的实验装置，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．为了比较容易地检查出加速度a 与质量M 的关系，应该做a 与________的图象．(3)如图(a)，甲同学根据测量数据做出的a －F 图线，说明实验存在的问题是________．(4)乙、丙同学用同一装置做实验，画出了各自得到的a －F 图线，如图(b)所示，两个同学做实验时的哪一个物理量取值不同？[答案] (1)M ?m (2)1M(3)平衡摩擦力时木板倾角过大 (4)两小车及车上砝码的总质量不同[解析] (1)只有M 与m 满足M ?m 才能使绳对小车的拉力近似等于盘及盘中砝码的重力．(2)由于a ∝1M ，所以a －1M 图象应是一条过原点的直线，所以数据处理时，常作出a 与1M 的图象．(3)平衡摩擦力时木板倾角过大．(4)两小车及车上的砝码的总质量不同时，a －F 图象的斜率也就不同．8．(2009·潍坊模拟)为了探究加速度与力的关系，使用如图所示的气垫导轨装置进行实验．其中G 1、G 2为两个光电门，它们与数字计时器相连，当滑行器通过G 1、G 2光电门时，光束被遮挡的时间Δt 1、Δt 2都可以被测量并记录，滑行器连同上面固定的一条形挡光片的总质量为M ，挡光片宽度为D ，光电门间距离为x ，牵引砝码的质量为m .回答下列问题：(1)实验开始应先调节气垫导轨下面的螺钉，使气垫导轨水平，在不增加其他仪器的情况下，如何判定调节是否到位？答：____________________________________________________________________ ____ (2)若取M ＝0.4kg ，改变m 的值，进行多次实验，以下m 的取值不合适的一个是________． A ．m 1＝5g B ．m 2＝15g C ．m 3＝40g D ．m 4＝400g(3)在此实验中，需要测得每一个牵引力对应的加速度，其中求得的加速度的表达式为：____________________________________________________________________ ____.(用Δt 1、Δt 2、D 、x 表示)[答案] (1)取下牵引砝码，M 放在任意位置都不动；或取下牵引砝码，轻推滑行器M ，数字计时器记录每一个光电门的光束被挡的时间Δt 都相等．(2)D (3)a ＝D Δt 22－D Δt 122x[解析] (1)如果气垫导轨水平，则不挂砝码时，M 应能在任意位置静止不动，或推动M 后能使M 匀速运动．(2)应满足M ?m ，故m 4＝400g 不合适．(3)由v 1＝D Δt 1，v 2＝D Δt 2，v 22－v 21＝2ax 可得：a ＝D Δt 22－D Δt 122x.9．如图(a )为实验中用打点计时器打出的一条较理想的纸带，纸带上A 、B 、C 、D 、E 、F 、G 为七个相邻的计数点，相邻计数点间的时间间隔是0.1s ，距离如图，单位是cm ，小车的加速度是________m/s 2，在验证质量一定时加速度a 和合外力F 的关系时，某学生根据实验数据作出了如图所示的a －F 图象，其原因是________．[答案] 1.60 平衡摩擦力过度 [解析] a 的计算利用逐差法． a ＝(x DE －x AB )＋(x EF －x BC )＋(x FG －x CD )9T 2＝(x DE ＋x EF ＋x FG )－(x AB ＋x BC ＋x CD )9T 2＝(x AG －x AD )－x AD 9T 2＝40.65－2×13.159×0.12×10－2 ＝1.60(m/s 2)．10．(2009·广东省实验中学模拟)现要验证“当质量一定时，物体运动的加速度与它所受的合外力成正比”这一物理规律．给定的器材如下：一倾角可以调节的长斜面(如图)、小车、计时器一个、米尺．(1)填入适当的公式或文字，完善以下实验步骤(不考虑摩擦力的影响)：①让小车自斜面上方一固定点A 1从静止开始下滑至斜面底端A 2，记下所用的时间t . ②用米尺测量A 1与A 2之间的距离x ，则小车的加速度a ＝________.③用米尺测量A 1相对于A 2的高度h .设小车所受重力为mg ，则小车所受合外力F ＝________.④改变________，重复上述测量．⑤以h 为横坐标，1/t 2为纵坐标，根据实验数据作图．如能得到一条过原点的直线，则可以验证“当质量一定时，物体运动的加速度与它所受的合外力成正比”这一规律．(2)在“验证牛顿第二定律”的实验中，实验装置如图甲所示，有一位同学通过实验测量作出了图乙中的A 图线．试分析①A 图线不通过坐标原点的原因是__________________________________________；②A 图线上部弯曲的原因是________________________________________________．[答案] (1)②2x t 2 ③mg hx④斜面倾角(或h 的数值)(2)①没有平衡摩擦力或平衡不够②未满足钩码质量m 远小于小车质量M[解析] (1)②由x ＝12at 2得：a ＝2xt 2③小车在斜面上受重力和支持力作用，其合力 F ＝mg sin α＝mg hx④改变小车所受外力来研究加速度与力的关系，改变受力又是通过改变斜面倾角或斜面高度h 来实现的．(2)①没有平衡摩擦力或摩擦力平衡不够，②未满足拉车的钩码质量m 远小于小车质量M .11．如图甲所示，用水平力F 拉动物体在水平面上做加速直线运动，当改变拉力的大小时，物体运动的加速度a 也随之变化，a 和F 的关系如图乙所示，取g ＝10m/s 2.(1)根据图线所给的信息，求物体的质量及物体与水平面间的动摩擦因数． (2)若改用质量是原来2倍的同种材料的物体，请在图乙的坐标系上画出这种情况下的a －F 图线(要求写出作图的根据)．[答案] (1)0.20 (2)见解析[解析] (1)根据牛顿第二定律：F －μmg ＝ma ，所以a ＝1mF －μg .可见a －F 图象为一条直线，直线的斜度k ＝1m＝2.0kg －1，解得：物体的质量m ＝0.50kg 纵轴截距为－μg ＝－2.0m/s 2，解得物体与地面间的动摩擦因数μ＝0.20.(也可以用横轴截距求动摩擦因数：当F ＝1.0N 时，物体的加速度为零，物体所受阻力f ＝F ＝1.0N ，由F ＝μmg 解得物体与水平面的动摩擦因数μ＝fmg ＝0.20.用其他方法结果正确的同样可以)(2)当物体质量加倍时，物体的加速度a ＝12mF －μg ，直线斜率k ′＝12m＝1.0kg －1，纵轴的截距不变，作出如图所示的图线．。

实验：探究加速度与力、质量的关系-实验室版

托盘（小桶）+砝码的总质量m必须远小于小车+砝码的总质量M 即：m《 M
数据处理：
1.小车的质量M不变时实验数据的记录处理：实验数据实验次数第一次第二次第三次Fra bibliotek0 a/m·s-2
a
F
F/N
（桶+砝码质量m）实验数据记录处理实验数据实验次数第一次 a M 1/M a/m.s-2
实验：探究加速度与力、质量的关系
实验目的：
探究加速度与合力F,质量M的关系
实验器材：天平、打点计时器、刻度尺等
实验原理：
1、控制m相同，探讨加速度a与F的关系
2、控制F相同，探讨加速度a与m的关系
注意事项：

平衡摩擦力：不挂小盘和钩码，将木板的一端稍作垫
高，逐渐调节木板的倾角，直到使小车拖着纸带匀速下滑（纸带上打下的点间距相等）
第二次第三次
0
1/M
实验结论：

实验：探究加速度与力、质量的关系—(新教材)人教版高中物理必修

四、数据分析根据实验数据画出 a-F、a-m 及 a- 关系图像,并分析图像的特点. 答案：
不难发现,a-F 和 a- 图线是一条过原点的直线,而 a-m 图线是双曲线的一支.
五、实验结论答案：通过 a-F 关系图像,可知小车的加速度 a 与拉力 F 成正比.通过 a-m 和 a- 关系图像,可知小车的加速度
4.抬起物体(黑板擦),两小车同时开始运动;按下物体(黑板擦),两小车同时停下来.用刻度尺测出两小车移动的位移 x1、 x2,从而得出加速度之比.
5.保持小车的质量不变,改变盘中重物的质量,即改变小车所受的合力,重复步骤 4,多做几次实验,分析加速度与力的关系.
6.在盘中重物相同的情况下,通过增减小车中的重物改变小车的质量,重复步骤 4,多做几次实验,分析加速度与质量的关系.
6.保持小车所受合力不变,在小车上加放砝码,并测出小车
和其上所放砝码的总质量 m1',接通电源放开小车,用纸带记录小车的运动情况,取下纸带并在纸带上标上号码,并记录小车和砝码总质量 m1'.
7.继续在小车上加放砝码,重复步骤 6,多做几次实验,在每次得到的纸带上标上号码,并记录小车和砝码的总质量 m2'、 m3'……
方法 2 在小车上安装一条穿过打点计时器的纸带,根据纸带上打出的点来测量加速度.
方法 3 由于初速度为 0 时,a= ,如果测出两个初速度为 0 的匀加速直线运动在相同时间内发生的位移 x1、x2,位移之比就等于加速度之比,即 = .这样测量加速度就转换成测量位移了.
2.怎样提供和测量物体所受的合力. 仅受一个力的物体几乎不存在,然而,一个单独的力的作用效果与跟它大小、方向都相同的合力的作用效果是相同的, 因此,实验中的力 F 的含义可以是物体所受的合力. 如图所示,纸带穿过打点计时器,为了消除阻力对小车的影响,可将木板无滑轮的一端适当垫高一些,用小车的重力的分力来补偿它所受到的阻力(阻力补偿法),调节木板的倾斜程度,直到小车不挂槽码时能在长木板上做匀速运动为止.当挂

《实验：探究加速度与力、质量的关系》运动和力的关系PPT

请在图丙中画出 a-m1 图线，并依据图线求出小车加速度 a 与质量倒数m1 之间的关系式是________。
(3)保持小车质量不变，改变槽码的质量，该同学根据实验数据作出了加速度 a 随合力 F 变化的图线，如图丁所示。该图线不通过原点，请你分析其主要原因是______________________ ____________________________________________________。
应作 a-m1A图像，故选项 D 正确。 (2)利用逐差法可得：s4＋s3－s2－s1＝4aT2，解得 a＝s4＋s34－T2s2－s1＝40×.0204.081 m/s2＝0.62 m/s2。 (3)将长木板右端适当垫高，其目的是平衡摩擦力；把长木板
的右端垫得过高，使得倾角过大，小车所受重力平行于木板的分力大于小车受到的摩擦力，小车受到的合力大于细线的拉力，在小车不受力时，小车已经具有一定的加速度，a-F 图像不过原点，在 a 轴上有截距，因此他绘出的 a-F 关系图像是选项 C。
解析：(1)用逐差法计算加速度大小为 a＝x4＋4x×3－2xT2－2 x1＝1.00 m/s2。 (2)根据题目提供的小车加速度 a 与质量 m 对应的倒数m1 的有关数据，可在坐标系中描出 8 个对应点，用一条直线“连接”各点，使尽量多的点落在直线上，不在直线上的点
大致均匀分布在直线的两侧，得到的
实验次数 1
物理量
2 3 4 5 678
小车加速度 a/(m·s－2)
1.90 1.72 1.49 1.25 1.00 0.75 0.50 0.30
小车质量 m/kg 0.25 0.29 0.33 0.40 0.50 0.71 1.00 1.67

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。

实验探究加速度与力质量的关系

实验探究加速度与力质量的关系［要点导学］1．实验目的：探究加速度与外力、质量三者的关系。

这个探究目的是在以下两个定性研究的基础上建立起来的。

（1）小汽车和载重汽车的速度变化量相同时，小汽车用的时间短，说明加速度的大小与物体的质量有关。

（2）竞赛用的小汽车与普通小轿车质量相仿，但竞赛用的小车能获得巨大的牵引力，所以速度的变化比普通小轿车快，说明加速度的大小与外力有关。

2．实验思路：本实验的基本思路是采用控制变量法。

（1）保持物体的质量不变，测量物体在不同外力作用下的加速度，探究加速度与外力的关系。

探究的方法采用根据实验数据绘制图象的方法，也可以彩比较的方法，看不同的外力与由此外力产生的加速度的比值有何关系。

（2）保持物体所受的力相同，测量不同质量的物体在该力作用下的加速度，探究加速度与力的关系。

探究的方法采用根据实验数据绘制图象的方法。

3．实验方案：本实验要测量的物理量有质量、加速度和外力。

测量质量用天平，需要研究的是怎样测量加速度和外力。

（1）测量加速度的方案：采用较多的方案是使用打点计时器，根据连续相等的时间T内的位移之差Δx=a T2求出加速度。

条件许可也可以采用气垫导轨和光电门。

教材的参考案例效果也比较好。

（2）提供并且测量物体所受的外力的方案：由于我们上述测量加速度的方案只能适用于匀变速直线运动，所以我们必须给物体提供一个恒定的外力，并且要测量这个外力。

教材的参考案例提供的外力比较容易测量，采用这种方法是不错的选择。

4．对实验结果的分析是本实验的关键。

如果根据实验数据描出的a-F图象和a-1/m图象都非常接近一条通过原点的直线，也只能说我们的实验结果是“在质量不变的条件下，加速度与外力成正比；在外力不变的条件下，加速度与质量成反比。

”这一结果决不能说找出了定律，一个定律的发现不可能是几次实验就能得出的。

［范例精析］例1 在图4-2-1中，一个乒乓球向运动员飞来，运动员可以用球拍突然改变乒乓球的速度大小和方向。

第四章 2.实验：探究加速度与力、质量的关系

③小车的加速度a（纸带）。
☆其他方法
01课前自主学习
02课堂探究评价
03课后课时作业
平衡摩擦力（补偿阻力）：甲图中，小车在运动方向受到细线的拉力和
木板对小车的摩擦力，如果后面拖着纸带，还受到打点计时器对小车的阻力，后两个力是未知的。如图乙所示，将木板未安装定滑轮的一端垫高，连接小车细绳的一端不要悬挂槽码，小车的另一端应连着纸带且接通电源。用手轻轻地推一下小车，给小车一个初速度，如果在纸带上打出的点的间隔均匀，表明小车受到的阻力跟它受到的重力沿斜面向下的分力平衡，则绳子的拉力就是小车受到的合力。
01课前自主学习
02课堂探究评价
03课后课时作业
二．实验思路、方法、过程
4.进行实验并记录数据
(1)探究加速度与力的关系
保持小车的质量一定，通过增减槽码的个数来改变小车所受的拉力，根据纸带上打出的点来测出相应的加速度，将数据填在表1中。
表1 小车质量一定
01课前自主学习
02课堂探究评价
03课后课时作业
二．实验思路、方法、过程
(2)探究加速度与质量的关系保持小车所受拉力不变(即槽码的个数一定)，通过增减在小车中的重物(即增减在小车中的砝码)来改变小车的质量，根据纸带上打出的点测出相应的加速度，将数据填在表2中。
表2 小车所受的拉力一定
01课前自主学习
02课堂探究评价
03课后课时作业
☆ 注意事项 (1)打点前小车应靠近打点计时器，且应先接通电源，后释放小车。 (2)改变槽码重力的过程中，要始终保证槽码的质量远小于小车的质量。
03课后课时作业
五.误差分析
实验误差的产生原因与减小方法如下表：
01课前自主学习
02课堂探究评价

《实验：探究加速度与力，质量的关系》教学设计

《实验：探究加速度与力，质量的关系》教学设计《实验：探究加速度与力，质量的关系》教学设计一、指导思想本节课的学习，依据人教版高中物理必修一课本实验二，建构主义的学习理论、多元智力理论和后现代主义。

根据学生最近发展区，设计活动，通过“科学探究→收集数据→分析处理数据→建构概念”的教学流程，学生动手操作测量利用小车与加速度与力，质量的关系，经历科学探究过程，充分发挥学生主动探究的积极性，引导学生在合作探究、小组讨论的过程中，总结得到加速度与力，质量的关系二、教学背景分析1、本节的教学内容是建立在质量、力，加速度的概念基础之上，通过实验探究收集数据、交流讨论，建立概念的教学，是对简单机械的拓展和深化，进一步认识三者之间的关系，是学生探究能力提升的过程之一。

2、高一学生现阶段能力发展水平不平衡，形象思维能力较强，逻辑思维能力发展水平不高，但具有一定的物理实验的基本技能和基本方法，已初步具备收集、记录实验数据，分析实验数据得出结论的能力。

学生通过前面的学习已经知道牛顿第二定律，通过本节课的学习可以加深学生对牛顿第二定律的理解。

3.教学方式通过探究加速度与力、质量的关系，速度是描述物体运动状态的物理量，加速度是描述速度变化快慢的物理量。

因此也可以说，加速度是描述物体运动状态变化快慢的物理量。

由前面的学习我们知道，力是改变物体运动状态的原因，质量大的物体运动状态不容易改变。

这说明，加速度与力、质量之间必然存在一定的关系。

4.教学准备多媒体课件，小车一端带滑轮长木板、带小钩或小盘的细线两条；钩码(规格:10g20g，用作牵引小车的力)；砝码(规格:50g100g200g，用来改变小车的质量)；刻度尺、计算器，铅笔；文件夹；粗线绳(用来牵引小车).打点计时器、电源、纸带、气垫导轨.三、教学目标1.知识与技能(1)理解探究加速度与力、质量的关系的合理性和必要性。

(2) 理解实验思路的合理性，以及用图像处理实验数据的有效性。

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。

实验：探究加速度与力和质量的关系

实验：探究加速度与力和质量的关系引言在力学中，加速度是一个重要的物理量，它表示物体单位时间内速度的变化率。

加速度的大小与物体所受的力和质量有关。

本实验旨在通过观察不同质量物体在施加相同力下的加速度变化情况，探究加速度和力、质量之间的关系。

实验材料与装置1.不同质量的物体（如小球或金属块）2.弹簧测力计3.钢尺4.实验平台实验步骤1.将实验平台放在水平的桌面上，并确保其稳定。

2.将弹簧测力计的一端固定在实验平台上，并将另一端连接到待测物体上。

3.使用钢尺测量待测物体的质量，并记录下来。

4.施加一个固定的力到待测物体上，可以通过拉动弹簧测力计来实现。

确保施加的力大小保持恒定并记录下来。

5.释放待测物体，并观察其在实验平台上的运动情况。

6.使用计时器测量待测物体在实验平台上移动一个固定距离所用的时间，并记录下来。

7.重复以上步骤3-6，但改变待测物体的质量。

8.根据记录的数据，计算每次实验中物体的加速度。

实验数据记录质量 (kg) 施加力 (N) 移动距离 (m) 移动时间 (s) 加速度 (m/s^2)0.1 2 0.2 0.50.2 2 0.2 1.00.3 2 0.2 1.5数据处理与分析根据实验数据记录表中的数据，我们可以通过以下公式计算物体的加速度：加速度 (m/s^2) = 移动距离 (m) / 移动时间 (s)利用上述公式，我们可以计算出每次实验中物体的加速度，并填写在表格中。

结果分析通过对实验数据的分析，我们可以得出以下结论：1.在本实验中，施加力大小保持恒定时，物体的加速度与物体的质量成反比。

即，质量越大，加速度越小；质量越小，加速度越大。

2.在本实验中，施加质量保持恒定时，物体的加速度与施加力成正比。

即，力越大，加速度越大；力越小，加速度越小。

这些结论符合牛顿第二定律，即力等于质量乘以加速度的关系。

根据牛顿第二定律可以得出：力 (N) = 质量 (kg) × 加速度 (m/s^2)实验误差与改进在实验过程中，可能会存在各种误差，例如测量误差、摩擦力的影响等。

高中物理_实验：探究加速度与力质量的关系教学设计学情分析教材分析课后反思

4.2 实验：探究加速度与力、质量的关系【课程标准】通过实验探究加速度与力、质量的定量关系【素养目标】1．物理观念：理解物体运动状态的变化即加速度与力、质量有关系。

2．科学思维：知道用控制变量的方法探究加速度与力、质量的定量关系。

通过分析综合，科学推理，对实验方案进行修正。

3．科学探究：引导学生提出物理问题，形成猜想和假设，设计实验，并根据实验，能通过图像研究加速度与力、质量之间的关系，得出结论。

4．科学态度与责任：通过实验，培养实事求是，尊重客观规律的科学态度，通过探究激发学生的求知欲和创新精神，培养与人合作的团队精神【学习重难点】1.如何提出实验方案，并使实验方案合理可行。

2.实验数据的处理与分析基础篇————预习交流，物理观念重现，有备而来【知识储备】有备而来，温故知新1.牛顿第一定律的内容： ;涉及两个重要的概念和。

是改变物体运动状态的原因，物体大，惯性大，物体的越难改变。

2.物体运动状态改变，即发生改变，产生了。

3.小车沿斜面匀速下滑时，对小车进行受力分析，确定沿斜面方向上的平衡方程？若改变小车的质量，小车能否匀速下滑？4.利用位移传感器测量加速度实验原理介绍位移传感器有发射器和接收器组成，发射器内装有红外线和超声波发射器；接收器内装有红外线和超声波接收器。

测量时，位移传感器的发射器与被测物体固定在一起，发射器按照一定的时间间隔发射超声波，同时发射相应的用DIS测定加速度红外线信号。

位移传感器的接受器接收到红外线信号时开始计时，接收到超声波信号时停止计时。

由于红外线的传播速度为光速，近距离内传播时传播时间可忽略不计，故可认为位移传感器收到的红外线的时间等同于发射器发射红外线的时间，把位移传感器把接收器记录的时间乘以声速就得到发射器和接收器之间的距离。

经过短暂的时间∆t后，传感器和计算机系统自动进行第二次测量，得到物体的新位置。

算出两个位移差∆X，系统按照V=∆X/ ∆t算出速度。

用位移传感器结合计算机获得v-t 图，通过图像求加速度。

实验：探究加速度与力、质量的关系高一上学期物理人教版(2019)必修第一册

4.2《实验：探究加速度与力、质量的关系》同步练习一、选择题1.下列器材中，“探究求合力的方法”和“探究加速度和力、质量的关系”实验都需要用到的是（）A .B .C .D .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．下列说法中正确的是（）A .垫高长木板一端，调节倾角，直到小车在托盘和砝码的拉动下做匀速直线运动，以平衡小车运动中受到的摩擦力B .在探究加速度与外力的关系时，应该改变小车的质量C .在探究加速度a与拉力F的关系时，为了直观判断二者间的关系，应作出a﹣1/F图象D .当小车的质量远大于托盘和砝码的总质量时，可以近似认为细线对小车的拉力大小等于托盘和砝码的总重力大小3.某同学研究“在小车质量不变的情况下，小车的加速度与小车受力的关系”的实验，根据数据画出a﹣F图象如图所示，该同学在实验中出现的问题可能是（）A .摩擦力没有平衡B .长木板的倾斜角过大C .小车的质量发生了变化D .绳子拉力方向没有与长木板平行4.小明用如图所示的装置探究加速度与力、质量的关系，实验中不需要的操作是（）A .先接通电源，后释放小车B .用秒表测出小车运动的时间C .调节定滑轮的高度，使细绳与长木板平行D .将长木板右端垫高，平衡小车和纸带受到的摩擦力5.在研究加速度a和力F、质量m的关系时，应用的是（）A .控制变量法B .等效替代法C .理论推导法D .理想实验法6.在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，下列做法中正确的是（）A .实验时，先接通打点计时器电源，再放开小车B .平衡摩擦力时，应将装砝码的砝码盘用细绳通过定滑轮系在小车上C .改变小车的质量再次进行实验时，需要重新平衡摩擦力D .砝码及砝码盘所受重力就是小车做加速运动的拉力7.图（a）为“利用DIS研究小车加速度与力的关系”的实验装置，阻力忽略不计，得到a-F 的关系如图（b）所示。

则实验过程中需满足的条件为（）A .小车质量较大且不变B .小车质量较小且不变C .钩码质量较大且不变D .钩码质量较小且不变8.（多选）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小B .形成图乙的原因是平衡摩擦力时长木板倾角过大C .形成图丙的原因是平衡摩擦力时长木板倾角过小D .形成图丁的原因是平衡摩擦力时长木板倾角过大9.（多选）关于图示力学实验装置，下列说法中正确的是（）A .用此装置“研究匀变速直线运动”时需要平衡摩擦力B .用此装置“探究小车的加速度与外力的关系”时，若用钩码的重力代替细线对小车的拉力，应保证钩码质量远小于小车质量C.用此装置“探究小车的加速度与外力的关系”时，平衡摩擦力时，先不挂砂桶，反复调整垫木的位置，轻推小车，直到小车做匀加速直线运动D.用此装置“探究小车的加速度与外力的关系”时，保持小车质量不变，用装有细砂的砂桶通过定滑轮拉动小车，打出纸带。

实验：探究加速度与力质量的关系(收藏)

1.怎样测量（或比较）物体的加速度？
2.怎样提供和测量物体所受的拉力F ？
注意：只有当盘和砝码的质量要比小车的质量小得多时，小车所受拉力才近似等于盘和砝码的总重力。
实验：探究加速度与力质
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量的关系（精选）
实验方案原理：如图所示
1、控制m相同，探讨加速度a与F的关系
F1, F2，在相同的时间内:
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量的关系（精选）
我们必须要使绳拉小车的力成为小车受到的合力，否则还要计算滑动摩擦力，使问题复杂化，那么怎样抵消摩擦力的影响呢？
平衡摩擦力
实验：探究加速度与力质
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量的关系（精选）
4.如何测定小车受到的合力？
5.绳子拉力大小＿＿＿?钩码的重力。等于
6.什么情况下，绳子拉力近似等于钩码重力即小车所受的合力？
小车质量M30=0 g,小6盘质量M5’0 = g,盘中砝码质量m’= g
次车上砝码数 m1（g）
小车1 (M+m1)
位移车上砝码 x1/cm m2（g）
小车2 (M+m2)
位移 x2/cm
1
50
小车1质量M1 2
150
3 100
200
4
250
5
实验：探究加速度与力3质00
量的关系（精选）
小车2质量M2 25
天平
实验器材：小车、打点计时器、纸带、学生电源、一端带滑轮的长木板、细线、刻度尺、天平、钩码
3.怎样给小车提供一个恒定的合力？
实验：探究加速度与力质
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量的关系（精选）
实验一、
用天平测出小车的质量m
从打点计时器打出的纸带计算出小车的加速度a
钩码的总重力G当作小车受到的拉力F