4.2实验：探究加速度与合外力、质量的关系

第二节 实验《探究加速度与力、质量的关系》

班级 姓名 小组

学习目标

1．会举例说明决定物体加速度的因素是力和质量

2．知道探究物体的加速度与力、质量关系的实验方案

3．能够通过作图分析加速度与力、质量间的关系

重点：探究加速度与力、质量关系的实验方案，作图分析加速度与力、质量间的关系 难点：作图分析出加速度与力、质量间的关系

实验过程

★探究加速度与力、质量关系

研究加速度a 与力F 及质量M 的关系是时，采用的方法是 。

实验器材：纸带和复写纸、小车、小桶及砂子、细绳、薄木块、刻度尺、砝码、打点计时器、低压学生电源、导线、天平、附有定滑轮的长木板。

实验步骤：

1．用天平测出小车和小桶的质量M 1和m 1，并把数值记录下来。

2．安装好实验装置，并把悬挂小桶用的细绳系在车上。

3．平衡摩擦力： 。

4．记录在小车内所加砝码的质量，称好砂子后，将砂倒入小桶，把细绳系在小车上，并绕过定滑轮悬挂小桶，调整定滑轮的高度使绳与木板平行，接通电源，放开小车待打点计时器在纸带上打好点后取下纸带并作好标记。（实验中为何要保证m ＜＜ M ?）

5．保持车的质量不变，通过改变砂的质量而改变车所受的牵引力，再做几次实验。

6．在每条纸带上选取一段比较理想的部分，用公式a =(v 2－v 1)/△t 或△x ＝aT 2算出各条纸带对应的加速度。

7．根据实验结果画出运动的a —F 图线，确定加速度与力的关系。

8．保持砂子和砂桶的质量不变，在小车上加放砝码，重复上面的实验，求出相应的加速度。作a —M 图象还是作a —1/M 来确定加速度与质量的关系？

★★某学生在《探究加速度与力、质量的关系》的实验中，在小车质量不变情况下，测得小车的加速度a 和拉力F 的数据如下表所示。

⑴根据表中的数据在图中作a －F 图线；

⑵由图象得出a 与F 的关系是 。

F （N ）

★★某同学在《探究加速度与力、质量的关系》实验中，在物体受外力不变时，改变物体的质量，得到数据如下表所示。

⑴根据表中的数据，在图所示的坐标中描出相应的实验数据点，并作出a—1/m图象。

⑵由a—1/m图象，你得出的结论为

。

课堂练习：

1. 打点计时器和小车来做“探究加速度与物体质量、物体受力的关系”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跟长木板保持平行

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

2．如图3－12为“用位移传感器、数据采集器等仪器研究加速度和力的关系”的实验装置

图3－12 图3－13

(1)在该实验中必须采用控制变量法，应保持________不变，用钩码所受的重力作为

________，用DIS(数字化信息系统)测小车的加速度．

(2)改变所挂钩码的数量，多次重复测量，在某次实验中根据测得的多组数据可画出a－

F关系图线(如图3－13所示)．

①分析此图线的OA段可得出的实验结论是

________________________________________________________________________．

②此图线的AB段明显偏离直线，造成此误差的主要原因是________．

A．小车与轨道之间存在摩擦 B．导轨保持了水平状态

C．所挂钩码的总质量太大 D．所用小车的质量太大

1/m（㎏－1）