高中物理第四章加速度与力质量的关系

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2019-2020年人教版高中物理必修1 第4章第2节实验探究加速度与力、质量的关系(教案)

2019-2020年人教版高中物理必修1 第4章第2节实验探究加速度与力、质量的关系（教案）【知识与技能】1、理解物体运动状态的变化快慢，即加速度大小与力有关，也与质量有关。

2、通过实验探究加速度与力和质量的定量关系。

【过程与方法】1、使学生掌握在研究三个物理量之间关系时，用控制变量法实现。

2、指导学生根据原理去设计实验。

3、帮助学生会分析数据表格，利用图象寻求物理规律。

【情感态度与价值观】1、通过实验探究激发学生的创新精神。

2、使学生体验探索自然规律的艰辛与喜悦。

【教学过程】【实验目的】1．学会用控制变量法研究物理规律。

2．验证牛顿第二定律。

3．掌握利用图象处理数据的方法。

【实验原理】探究加速度a与力F及质量M的关系时，应用的基本方法是控制变量法，即先控制一个参量——小车的质量M不变，探究加速度a与力F的关系；再控制小盘和砝码的质量不变，即力F不变，探究加速度a与小车质量M的关系。

【实验器材】打点计时器、纸带、复写纸、小车、一端附有定滑轮的长木板、小盘、夹子、细绳、低压交流电源、导线、天平、刻度尺、砝码、薄木块。

【实验步骤】1．称量质量：用天平测小盘的质量m0和小车的质量M0。

2．安装器材：按照实验原理图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(即无小车牵引力)。

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，反复移动薄木块的位置，直至小车在不挂小盘和砝码的情况下能沿木板做匀速直线运动为止。

4．测量加速度：(1)保持小车的质量不变：把小车靠近打点计时器，挂上小盘和砝码，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。

计算小盘和砝码的重力，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(一)中。

改变小盘内砝码的个数，并多做几次。

(2)保持小盘内的砝码个数不变：在小车上放上砝码改变小车的质量，让小车在木板上滑动打出纸带。

计算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(二)中。

高中物理必修一第四章第二节加速度与力、质量之间的关系

滑块所受拉力F＝________N.
滑块(包含遮光条与砝
码)的质量M/kg
Δt1/s v1/(m·s－1) Δt2/s v2/(m·s－1) s/m a/(m·s－2)
作出 a－M1 图像(如图所示) 结论：a∝M1 .
3.注意事项 (1)气垫导轨的气源不能长时间供气(不要超过3分钟)，做完一组实验应立即关闭气垫导轨气源. (2)实验之前应调节地脚螺丝，使不挂小桶时滑块通过两个光电门的时间相同，说明气垫导轨已被调平. (3)为了保证滑块所受的拉力近似地等于小桶的重力，实验过程中应使小桶的总质量远小于滑块的质量. (4)作图时应使直线通过尽量多的点，不在线上的点均匀分布在线的两侧，偏离太远的点应舍去.
滑块质量M＝________kg
橡皮泥及小桶的
质量m/kg
F/N Δt1/s v1/(m·s－1) Δt2/s v2/(m·s－1) s/m a/(m·s－2)
作出a－F图像(如图所示) 结论：a∝F.
(2)探究加速度与质量的定量关系保持合外力(橡皮泥及小桶m的重力)不变，改变滑块M质量，重复实验，记录数据.
二、加速度与力、质量之间的定量关系
1.实验思路通过定滑轮悬挂小桶，释放小桶，滑块在细绳拉力的牵引下，沿水平导轨加速运动.通过测量滑块的质量、滑块所受的合外力与滑块的加速度，探究三者之间的关系. (1)质量的测量：用天平测量. (2)加速度的测量：利用光电门求瞬时速度v1和v2，然后由运动学公式 v22－v12＝2as 求加速度，其中v1＝ΔΔts1，v2＝ΔΔts2 .
结论：
①同一滑块受到的外力越小，滑块
运动得越慢，通过两个光电门的时间就越长，由 s＝12at2，可得 a＝2t2s . s一定，t越长，a越小；反之t越短，a越大.即加速度与物体受到的__外__力__F_

高中物理必修二第四章—4.2探究加速度与力、质量的关系

的分力与摩擦力平衡。这种方法叫平衡摩擦法。
4、如何判断小车是否平衡了摩擦力。判断的方法：不挂钩码时，轻推小车，使小车恰能
在木板上匀速运动。
注：平衡摩擦时，小车后面必须拉着纸带运动。
5、细线的拉力等于砝码与砝码盘的总重力吗？两者谁大？
不等。因重物加速下降，重力大于绳子的拉力。
6、满足什么条件，拉力等于砝码与砝码盘的总重力？
乙甲
(1)图乙中纸带的哪端与滑块相连___________．
(2)图乙中相邻两个计数点之间还有4个打点未画出，打点计时器接频率为50 Hz的交流电源，根据图乙求
出滑块的加速度a＝________ m/s2.
(3)不计纸带与打点计时器间的阻力，滑块的质量M＝ ________．(g取9.8 m/s2)
⑶实验方案一：装置如图，实验对象是小车，探究的是小车的加速度与所受的合外力的关系。
问题思考： 1、细线要不要与木板平行？为什么？细绳必须与木板平行，绳的拉力与加速度方向相同。 2、小车所受的合外力等于细线的拉力吗？木板水平放置时，小车所受的合外力为绳子的拉力减
小车所受的摩擦阻力。
3、如何使小车所受的合力等于细线的拉力？将木板向滑轮一端倾斜，使小车的重力沿斜面方向
。
a
a
0
F
0
1/M
例题1：某些同学实验时由于没有按要求操作，得到下列三种图像，请分析他们各自产生的原因。
甲：平衡摩擦过量，即倾角过的。乙：未平衡摩擦或平衡摩擦不足。丙：随着砝码质量的增大，小车的质量未能远大于砝码的质量。丁：平衡摩擦不足。
例题2 甲图是探究加速度a跟物体所受合力F及质量m
t t2 t1
③视频：牛顿第二定律（二）
五、实验结论

《实验：探究加速度与力、质量的关系》说课稿

《实验：探究加速度与力、质量的关系》说课稿《实验：探究加速度与力、质量的关系》说课稿1尊敬的各位评委：大家好！我说课的题目是《实验：探究加速度与力、质量之间的关系》。

首先，我对本节课进行了详细教学前设计，下面我将从教材分析、学情分析、三维目标分析、教学重点及难点、实验仪器分析、教法学法、教学过程、教学评价八个方面来向大家汇报。

教材分析探究性实验是高中物理新课程中一种重要的实验方法。

探究“加速度与力、质量的关系”一课正是探究性实验，实验安排在学习牛顿第二定律之前，对于学生来说，比验证性的实验难度要大，所以对本节教材主要做以下两点分析：1、从教材前后联系来看，本节内容具有承上启下的作用，上一节学习了质量是惯性大小的唯一量度，探究加速度与力、质量的关系是认知过程的必然，这一节又是《牛顿第二定律》的实验和理论基础，所以本节课实验能否成功对于下一节的学习非常关键。

2、从教材内容来看，本节课涉及到控制变量法、图象法，是高中物理实验常用的方法，所以更要好好把握。

学情分析1、具备的学科知识分析学生在前面已经知道了加速度的物理意义，知道力是改变物体运动状态的原因及质量是惯性大小的唯一量度，但学生对加速度与力、质量的关系的理解只是简单的定性关系。

2、学生能力分析学生已经基本掌握探究性实验的研究方法，在本实验中，老师只要作一些必要的指导，学生都能完成实验操作及数据处理。

但运用控制变量法研究问题方面能力有限，应加强引导。

教学三维目标1、知识与技能了解影响加速度大小的因素；能通过实验探究得出物体的加速度与所受的外力成正比，与物体的质量成反比。

要重视学生实验技能的提高，培养学生获取知识和设计实验的能力。

2、探究过程与方法通过控制变量法，使学生充分体会探究问题，与小组成员合作设计实验方案，操作实验，借助多媒体辅助，利用图象法对实验数据进行处理，讨论分析与交流，最后总结出实验结论。

3、情感态度和价值观使学生经历科学探究的过程，体会探究过程中所用的科学方法，体验成功的喜悦；激发学生的学习兴趣。

2021_2022学年新教材高中物理第4章运动和力的关系2实验：探究加速度与力质量的关系课件新人教版

3．实验结论 (1)保持物体质量不变时，物体的加速度 a 与所受拉力 F 成正比。 (2)保持拉力 F 不变时，物体的加速度 a 与质量 m 成反比。
五、误差分析
偶然误差
系统误差
产生原因
减小方法
质量测量不准、计数点多次测量求平均值
间距测量不准
①准确平衡摩擦力小车所受拉力测量不准
②使细绳和纸带平行于木板
表 2 小车所受的拉力一定
四、数据分析 1．分析加速度 a 与力 F 的定量关系由表 1 中记录的数据，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 a-F 图像，如图甲所示，若图像是一条通过原点的直线，就能说明 a 与 F 成正比。
甲
乙
2．分析加速度 a 与质量 m 的定量关系由表 2 中记录的数据，以 a 为纵坐标，以m1 为横坐标，根据测量数据描点，然后作出 a-m1 图像，如图乙所示。若 a-m1 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。
二、实验器材小车、槽码、砝码、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。
三、进行实验(以参考案例 1 为例) 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(小车上先不系细绳)。
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斜面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)，此时小车重力沿斜面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．用细绳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。

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

人教版必修一物理第四章第2节《实验：探究加速度与力、质量的关系》教学设计课前案2实验：探究加速度与力、质量的关系一、实验目的学会用控制变量法探究物理规律．全面正确地认识加速度与力、质量的关系．二、实验原理1．加速度是表示物体运动速度变化快慢的物理量．根据事实经验，加速度与物体的质量有关．物体受力一定时，质量越小，加速度就越大．加速度还与物体受力的大小有关，物体质量一定时，受力越大，其加速度越大．2．控制变量法：加速度a和质量m、受力F都有关系．研究它们之间的关系时，先保持质量不变，测量物体在不同力的作用下的加速度，分析加速度与力的关系；再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，分析加速度与质量的关系．这种先控制一个参量不变，研究其余参量之间变化关系，再控制另一个参量不变，研究其余参量之间变化关系的方法叫控制变量法．三、实验器材砝码，一端有定滑轮的长木板，细线，纸带，导线，夹子，小盘，天平，小车，打点计时器，交流电源，复写纸，刻度尺.课中案探究一、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1将实验器材安装好(小车上不系绳)．图13．平衡摩擦力，在木板无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)．4．将重物通过细绳系在小车上，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及此时所挂重物的重力m 0g.5．保持小车的质量不变，改变所挂重物的重力，重复步骤4，多做几次实验，每次小车从同一位置释放，并记录好重物的重力m 1g 、m 2g…以及计算出相应纸带的加速度填入表格1. 表格1 物体的质量一定，加速度与受力的关系实验次数加速度a/(m·s －2)小车受力F/N1 2 3 4 5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． 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． 8．计算出每次实验所得纸带的加速度值及小车与砝码的总质量填入表格2.表格2 物体受到的外力一定，加速度与质量的关系实验次数加速度a/(m·s －2)小车与砝码总质量M/kg小车与砝码总质量的倒数1M/kg －11 2 3 4 51．分析加速度和力的关系依据表格1，以加速度a 为纵坐标，以外力F 为横坐标，作出a －F 关系图象，如图2所示，由此得出结论．图22．分析加速度和质量的关系依据表格2，以加速度a 为纵坐标，以小车及砝码的总质量M 或1M 为横坐标作出a －M 或a －1M 关系图象，如图3所示，据图象可以得出结论．3．实验结论：物体的加速度与作用在物体上的合外力成正比，与物体的质量成反比．探究三、误差分析1．因实验原理不完善造成系统误差本实验中用所挂重物的重力代替小车受到的拉力，实际上小车受到的拉力要小于所挂重物的重力，存在系统误差．所挂重物的质量比小车的质量越小，误差越小；反之误差越大． 2．因操作不够准确造成的偶然误差 (1)质量的测量误差．(2)测量纸带上各点间的距离的误差(读数误差)． (3)绳或纸带与木板不平行造成的误差．(4)平衡摩擦力不准确造成的误差．平衡过度使小车合外力偏大，平衡不够使小车的合外力偏小，此时要注意匀速运动是恰好平衡摩擦力的标志．四、注意事项1．平衡摩擦力时不要挂重物．整个实验平衡了摩擦力后，不管以后是改变盘和砝码的质量，还是改变小车及砝码的质量，都不需要重新平衡摩擦力．2．实验中必须满足小车和砝码的总质量远大于小盘和砝码的总质量．只有如此，砝码和小盘的总重力才可视为与小车受到的拉力相等．3．各纸带上的加速度a ，都应是该纸带上的平均加速度．4．作图象时，要使尽可能多的点在所作直线上，不在直线上的点应尽可能对称分布在所作直线两侧．离直线较远的点是错误数据，可舍去不予考虑． 5．释放时小车应靠近打点计时器且先接通电源再放开小车．图3探究四、实验过程、实验数据的处理的理解典例1：如图4所示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，请你指出该同学的五个差错；图4(1)电源________；(2)电磁打点计时器位置________；(3)滑轮位置________；(4)小车位置________；(5)长木板__________________．典例2：某实验小组利用如图 5所示的实验装置来探究当合外力一定时，物体运动的加速度与其质量之间的关系.图5(1)由刻度尺读出两个光电门中心之间的距离x，已知遮光条的宽度为d.该实验小组在做实验时，将滑块从图中所示位置由静止释放，由数字计时器可以读出遮光条通过光电门1的时间Δt1和通过光电门2的时间Δt2，则滑块经过光电门1时的瞬时速度的表达式v1＝________，滑块经过光电门2时的瞬时速度的表达式v2＝________，则滑块的加速度的表达式a＝_______________.(均用上述字母表示)(2)在本次实验中，实验小组通过改变滑块的质量总共做了6组实验，得到如表所示的实验数据．通过分析表中数据后．你得出的结论是___________________.m/g a/m·s－2250 2.02300 1.65350 1.33 400 1.25 500 1.00 8000.63(3) 课后案达标检测1．(多选)用如图1所示的装置探究加速度a 与力F 、质量M 的关系，下列说法中正确的是( )A ．连接沙桶和小车的轻绳应和长木板保持平行B ．将电火花计时器接在6 V 的交流电源上，先接通电源，后放开小车，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C ．在探究a 与质量M 的关系时，作出a －1M 图象能更直观地判断二者间的关系D ．轻绳对小车的拉力一定等于砝码和沙桶的总重力2．(多选)如图2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3．用如图3所示的装置研究在作用力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：图1图2A ．用天平称出小车和小桶及内部所装砂子的质量B ．按图示装好实验器材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的质量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 与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__ ______． 4．在“探究加速度与力、质量的关系”实验中，我们得到了如图4所示的两个实验图象a 、b ，描述加速度与质量关系的图线是________，描述加速度与力的关系的图线是________．5．某探究学习小组的同学们要验证“牛顿运动定律”，他们在实验室组装了一套如图所示的装置，水平轨道上安装两个光电门，小车上固定有力传感器和挡光板，细线一端与力传感器连接，另一端跨过定滑轮挂上砝码盘．实验时，调整轨道的倾角正好能平衡小车所受的摩擦力(图5中未画出)．图3图4图5(1)该实验中小车所受的合力________(选填“等于”或“不等于”)力传感器的示数，该实验是否需要满足砝码和砝码盘的总质量远小于小车的质量？________(选填“需要”或“不需要”)(2)实验获得以下测量数据：小车、力传感器和挡光板的总质量M，挡光板的宽度L，光电门1和2的中心距离为S.某次实验过程：力传感器的读数为F，小车通过光电门1和2的挡光时间分别为t1、t2(小车通过光电门2后，砝码盘才落地)，已知重力加速度为g，则该实验要验证的关系式是__________________．人教版必修一第四章第2节《实验：探究加速度与力、质量的关系》学情分析本节课所面对的是高一上学期的学生，这个年龄段的学生思维活跃，有较强的求知欲，具有一定的分析问题解决问题能力，也具备进行实验探究设计和数据处理的相关知识。

4.2实验探究加速度与力、质量的关系(共38张PPT)

平衡摩擦力：在长木板的不带滑轮的一端下面垫上一块薄木板，
反复移动薄木板的位置，直至小车在斜面上运动时可以保持匀速运动状态（通过在纸带上打出的点迹是否均匀来判断），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方向上的分力平衡。
请同学们自己确定探究方案，进行实验、作出图象，进行分析、形成结论.
体的受力，分析加速度与力的关系
2、实验数据分析：设计表格，做a—F图像。
实验
数据处理：加速 0.75 a/m·s -2 度与 0.60 力 0.45 的 0.30 关 0.15 系
0 0.1 0.2 0.3 0.4
次数 F/N a/m ·s -2 当小 1 车质 2 量不 3 变时 4
实
验
结
论：
实验结论：物体所受合力不变时，
加加速度与物体的质量成反比。
速
度与
a 1
质
m
量
的
关
系
三、制定实验方案时的两个问题 1、怎样测量（或比较）物体的加速度?
其实，在这个实验中也可不测加速度的具体数值。
2、怎样提供和测量物体所受的恒力?
实验中的F应为物体所受的合力，如何处理小车所受的摩擦力？
影响加速度的因素
牛顿第一定律告诉我们，当物体受到外力作用时，物体的速度会发生改变，但它无法解释速度会怎样改变。速度改变的快慢由加速度来描述。因此探寻物体力与运动之间规律的出发点，是应考虑加速度与什么因素有关。
列车起动时，速度是缓慢增加的，加速度较小。影响加速度的原因是列车牵引力不够大还是列车质量太大呢？
得多时，小车所受拉力才近似等于盘和砝码的总重力。
案例二：
实验器材：

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(2)丙同学提出，不需测出两小车加速度的数值，只量出两条纸带上从第一个打印点到最后一个打印点间的距离 x1、x2，也能完成实验探究，若 x1∶x2 近似等于________，也可说明质量一定的情况下，物体的加速度与力成正比，理由是_____________．
[解析] (1)每隔 4 个打印点选取一个计数点，计数点间的时间
3．平衡摩擦力：把木板无滑轮的一端下面垫一薄木板，反复移动其位置，使小车在不挂小盘和砝码的情况下，能沿木板做匀速直线运动(纸带上相邻点的间距相等)．
4．测 a、F (1)把小车停在打点计时器处，挂上小盘和砝码，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，纸带记录了小车的运动情况，取下纸带并在纸带上标上号码及此时所挂小盘和砝码的总重力 m1g. (2)保持小车的质量不变，改变小盘中砝码的质量，重复步骤(1)，多做几次实验，并记录好相应纸带的编号及所挂小盘和砝码的总重力 m2g，m3g，…
车 B 受到拉力的12，两车的质量 m 相等，两车的加速度之比：aa12
＝FFmAB＝FFAB＝12FFBB＝12； m
(2)两小车都做初速度为零的匀加速直线运动，它们的运动时间 t 相等，它们的位移之比：xx21＝1212aa12tt22＝aa21＝12，如果xx21＝12也可以说明质量一定的情况下，物体的加速度与其质量成正比．
[解析] (1)在连续相等的时间间隔内，从纸带上可得到四段位移的大小，可以选用公式法计算加速度．由题图乙可知 x1＝6.19 cm，x2＝6.70 cm，x3＝7.21 cm，x4＝ 7.72 cm，电火花计时器的打点周期 T＝1f ＝0.02 s， a＝（x4＋x3（）4－T）（2x2＋x1）＝（7.72＋7（.214）×－0.0（2）6.720＋6.19）×10－2 m/s2≈3.2 m/s2.

高中物理必修第一册第4章实验专题：探究加速度与力、质量的关系

1．在做“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，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)根据表中的数据在图1所示的坐标系中作出a －F 图像．图1(2)图像斜率的物理意义是___________________________________________________．(3)小车和砝码的总质量为________ kg.(4)图线(或延长线)在F 轴上的截距的物理意义是____________________________．答案 (1)见解析图 (2)小车和砝码总质量的倒数 (3)1 (4)小车受到的阻力为0.1 N 解析 (1)根据所给数据在所给坐标系中准确描点，作出的a －F 图像如图所示．(2)根据(1)中图像可以判断图像斜率表示小车和砝码总质量的倒数．(3)由(1)中图像可得1M ＝Δa ΔF，解得M ＝1 kg. (4)由a －F 图像可知，当力F ＝0.1 N 时，小车开始运动，说明小车受到的阻力为0.1 N.2．(2019·重庆巴蜀中学高一上期末)在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，某同学使用了如图2所示的装置，木板放在水平桌面上，打点计时器打点频率为50 Hz.图2(1)实验中得到如图3所示的一段纸带，每五个点取一个计数点，测得AB ＝7.65 cm ，BC ＝10.17 cm ，则实验测出小车的加速度大小为________ m/s 2.图3(2)若直接按题中所示装置进行实验，以沙和沙桶的总重力产生的拉力F 为横坐标，通过纸带分析得到的加速度a 为纵坐标，以下画出的a －F 图像合理的是________．(3)实验中，沙和沙桶的总重力________(填“大于”“小于”或“等于”)绳子对小车的拉力，为了让沙和沙桶的总重力大小更接近绳子对小车的拉力，应让沙和沙桶的总质量________(填“远大于”或“远小于”)小车的质量．(4)若第(2)问中四个图像中的图线(B 、C 图线中的直线部分)的斜率为k ，则小车的质量M ＝________.答案 (1)2.52 (2)C (3)大于远小于 (4)1k解析 (1)小车的加速度大小为a ＝x BC －x AB T 2＝(10.17－7.65)×10－20.12 m /s 2＝2.52 m/s 2. (2)若直接按题图所示装置进行实验，没有补偿摩擦阻力，则当力F 达到某一值时小车才有加速度，可知画出的a －F 图像合理的是C.(3)实验中，我们认为绳子拉力的大小等于沙和沙桶(其总质量为m )的总重力的大小，而实际上绳子的拉力F T ＝mg －ma ，故绳子的拉力小于沙和沙桶的总重力．为了让沙和沙桶的总重力大小更接近绳子对小车的拉力大小，应让沙和沙桶的总质量远小于小车的质量．(4)由牛顿第二定律得a ＝F M ＝1M ·F ，则斜率k ＝1M ，小车的质量M ＝1k. 3．(2019·重庆江津中学、合川中学等七校高一上期末)某实验小组要做“探究小车的加速度与合外力的关系”的实验，采用的实验装置如图4所示．图4(1)本实验首先要补偿摩擦阻力，其目的是________．A．为了实验时细线的拉力近似等于所挂钩码的重力B．为了实验时小车所受的合外力等于细线的拉力C．为了实验时小车所受的合外力等于所挂钩码的重力(2)本实验________(填“需要”或“不需要”)钩码的质量远小于小车的质量．(3)若忘记补偿摩擦阻力直接进行实验得到的a－F图像合理的是________．答案(1)B(2)不需要(3)B解析(1)为了让实验时小车所受的合外力等于细线的拉力，需要将小车重力沿木板的分力与摩擦力相平衡，故B正确．(2)使用力传感器可以直接测量拉力的大小，不需要钩码的质量远小于小车的质量．(3)由牛顿第二定律得F－F f＝Ma，a＝1M F－F fM，选项B正确，F为测得细线拉力的真实值，图像不会发生弯曲．4．某实验小组欲以如图5所示实验装置“探究加速度与物体受力和质量的关系”．图中A 为小车，B为装有砝码的小盘，C为一端带有定滑轮的长木板，小车通过纸带与电磁打点计时器(未画出)相连，小车的质量为m1，小盘(及砝码)的质量为m2，重力加速度g取10 m/s2.图5(1)下列说法正确的是________．A．实验时先放开小车，再启动打点计时器B．每次改变小车质量时，应重新补偿阻力C．本实验中应满足m2远小于m1的条件D ．在用图像探究小车加速度与质量的关系时，应作a －m 1图像(2)实验中，得到一条打点的纸带，如图6所示，已知相邻计数点间的时间间隔为T ，且间距x 1、x 2、x 3、x 4、x 5、x 6已量出，则打点计时器打下F 点时小车的瞬时速度的计算式为v F ＝________，小车加速度的计算式a ＝________.图6(3)某同学补偿阻力后，在保持小车质量不变的情况下，通过多次改变砝码重力，作出小车加速度a 与砝码重力F 的关系图像如图7所示．若牛顿第二定律成立，则小车的质量为_____ kg ，小盘的质量为________ kg.图7(4)实际上，在砝码的重力越来越大时，小车的加速度不能无限制地增大，将趋近于某一极限值，此极限值为________ m/s 2.答案 (1)C (2)x 5＋x 62T x 4＋x 5＋x 6－x 3－x 2－x 19T 2(3)2.0 0.06 (4)10 解析 (1)实验时应先启动打点计时器，再放开小车，A 项错；每次改变小车质量时，不用重新补偿阻力，B 项错；实验要求m 2≪m 1，C 项对；D 项中应作a －1m 1图像，D 错． (2)某段位移中间时刻的瞬时速度等于这段位移的平均速度，故v F ＝v EG ＝x 5＋x 62T，由逐差法知a ＝x 4＋x 5＋x 6－x 3－x 2－x 19T 2. (3)由题图a －F 图线可知：a ＝F m 1＋0.3，即图线的斜率k ＝1m 1，可求解得m 1≈2.0 kg.当F ＝0时，a ＝0.3 m/s 2，此时a ＝F 0m 1＝m 0g m 1，所以m 0＝0.06 kg.(4)当砝码重力越来越大时，a＝(m＋m0)gm＋m0＋m1，即m无限大时，a趋向于g.5．某实验小组利用如图8所示的装置“探究加速度与力、质量的关系”．图8(1)下列做法正确的是________．(填字母代号)A．调节滑轮的高度，使牵引木块的细绳与长木板保持平行B．在调节木板倾斜度补偿木块受到的阻力时，将装有槽码的槽码桶通过定滑轮拴在木块上C．实验时，先释放木块，再启动打点计时器D．通过增减木块上的砝码改变质量时，不需要重新调节木板倾斜度(2)为使槽码桶及桶内槽码的总重力在数值上近似等于木块运动时受到的拉力，应满足的条件是槽码桶及桶内槽码的总质量________木块和木块上砝码的总质量．(选填“远大于”“远小于”或“近似等于”)(3)甲、乙两同学在同一实验室，各取一套如图所示的装置放在水平桌面上，木块上均不放砝码，在没有补偿阻力的情况下，研究加速度a与拉力F的关系，分别得到如图9所示甲、乙两条直线．设甲、乙用的木块质量分别为m甲、m乙，甲、乙用的木块与木板间的动摩擦因数分别为μ甲、μ乙，由图可知，m甲________m乙，μ甲________μ乙．(选填“大于”“小于”或“等于”)图9答案(1)AD(2)远小于(3)小于大于解析(1)在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，补偿阻力时木块不通过定滑轮挂槽码桶，而要连上纸带，并且改变质量时不需要重新补偿阻力；在实验时应先启动打点计时器，再释放木块，故选项A、D正确，B、C错误．(2)设木块和木块上砝码总质量为M、槽码桶及桶内的槽码总质量为m，以整体为研究对象，则mg ＝(M ＋m )a以后者为研究对象则mg －F T ＝ma联立解得：F T ＝mg －m 2gM ＋m要使F T 近似等于mg ，需使m 2g M ＋m ＝mg M m＋1近似等于零，即M ≫m (3)对质量为m 0的木块由牛顿第二定律得：F －μm 0g ＝m 0a ，即a ＝1m 0F －μg . 上式与题图结合可知：1m 甲＞1m 乙，μ甲g ＞μ乙g . 即m 甲＜m 乙，μ甲＞μ乙．6．某同学设计了如下实验方案用来做“探究加速度与力、质量的关系”的实验：①如图10甲所示，将木板有定滑轮的一端垫起，将滑块通过细绳与带夹子的重锤相连，然后跨过定滑轮，重锤下夹一纸带，穿过固定的打点计时器．调整木板倾角，直到向下轻推滑块后，滑块沿木板匀速运动．②如图乙所示，保持长木板的倾角不变，将打点计时器安装在长木板上靠近定滑轮处，取下细绳和重锤，将滑块与纸带相连，使纸带穿过打点计时器，然后接通电源释放滑块，使滑块由静止开始加速运动．打点计时器使用的是频率为50 Hz 的交流电源，打出的纸带如图丙所示，A 、B 、C 、D 、E 是纸带上的五个计数点．图10(1)图乙中滑块下滑的加速度为________ m/s 2.(结果保留两位有效数字)(2)若重锤质量为m ，滑块质量为M ，重力加速度为g ，则滑块加速下滑时受到的合力大小为________．(3)某同学在保持滑块质量不变的情况下，通过多次改变滑块所受合力F ，由实验数据作出的a －F 图像如图11所示，则滑块的质量为________ kg.(结果保留两位有效数字)图11答案 (1)3.9 (2)mg (3)1.0(0.9～1.1均可)解析 (1)充分利用纸带中数据，用逐差法可得a ＝x CD ＋x DE －x AB －x BC 4(2T )2≈3.9 m/s 2. (2)滑块通过细绳与带夹子的重锤相连，滑块匀速下滑，说明滑块重力沿斜面向下的分力和摩擦力之差等于重锤的重力大小，取下细绳和重锤，滑块加速下滑受到的合力大小为mg .(3)a －F 图线的斜率表示滑块质量的倒数1M ，可得到滑块的质量约为1.0 kg.。

高中物理必修一第四章第二节实验探究加速度与力质量的关系优秀课件

2 ．方法：不挂托盘，使小车拖着纸带，纸带通过打点
计时器，并且使打点计时器处于工作状态，逐渐调节木板的
倾角，使打下的纸带点间距相等，则说明小车做匀速直线运
动，即平衡了摩擦力．
四、实验注意事项 1 ．平衡摩擦力时不要挂重物，整个实验平衡了摩擦力后，不管以后是改变盘和砝码的质量还是改变小车及砝码的质量，都不需要重新平衡摩擦力． 2 ．实验中必须满足小车和砝码的质量远大于小盘和砝码的总质量．只有如此，砝码和小盘的总重力才可视为与小车受到的拉力相等． 3 ．各纸带上的加速度 a ，都应是该纸带上的平均加速度． 4 ．作图象时，要使尽可能多的点在所作直线上，不在直线上的点应尽可能对称分布在所作直线两侧．离直线较远的点是错误数据，可舍去不予考虑． 5．小车应靠近打点计时器且先接通电源再放手．
F/N 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60
a/(m·s－2)
0.11
0.19
0.29
0.40
0.51
(1)根据表中的数据在图实－4－9所示的坐标中作出a－F图象；
(2)图象的斜率的物理意义是_________________； (3)图象(或延长线)与F轴的截距的物理意义是___________； (4)小车和砝码的总质量为________ kg.
变式训练2
如果此学生根据测得的数据作出的a－F图线如
图21－5所示，则： (1)实验中出现误差的原因是什？答：
么
___________________________________________
(2)应该怎样处理这种情况？答___________________________________________________ 解析当力 F为零时，加速度不为零，就说明当力为零时，小

人教版高中物理必修1课件实验：探究加速度与力质量的关系

实验方案制定实验方案时的两个问题
1、怎样测量（或比较）物体的加速度方法1：
有摩擦力影响
摩擦力影响极小方法2：
方法3:根据初速度为零的匀加速直线运动
的位移公式可知：
若vo=0 由x= at2/2 有：
t相同时:a1/a2=x1/x2
2、怎样提供和测量物体所受的恒力
注意：盘和砝码的总质量远小于小车的质量！实验中的F应为物体所受的合力，
如何处理小车所受的摩擦力？平衡摩擦力：在长木板的不带滑轮的一端下面垫上一块薄木板，反复移动薄木板的位置，直至小车在斜面上运动时可以保持匀速运动状态（通过在纸带上打出的点迹是否均匀来判），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方向上的分力平衡。
进行试验
实验记录和数据分析探究加速度跟力的关系
2.在探究“加速度与力和质量”的关系的实验中，下列说法中正确的是（ABCD ）
A.为了减小实验误差，悬挂物的质量应远小于小车和砝码的质量
B.为减小小车、纸带受到摩擦力对实验的影响，需把小车运动平面起始端略垫高 C.实验结果采用描点法画图象，是为了减小误差 D.实验结果采用a-1/m坐标作图，是为了根据图象直观地判断出a与m的关系
以小车、一端带滑轮的长木板、粗线、砝码、钩码、天平、刻度尺、宽口夹子为实验器材，研究小车的运动。
实验方案方案1：小车后面连接一纸带，用打点计时器记录小车的运动情况。根据所打的点计算小车的加速度，然后再看力和加速度的关系。
方案2:根据初速度为零的匀加速直线运动的位移公式可知：加速度和位移成正比，只要测量位移就得到加速度与受力的关系。
3
4
5
做a-m图象,观测图线的形状,若图线的形状

(教案)实验探究加速度与力质量的关系(1)

实验：探究加速度与力、质量的关系本节选自人教版高中物理教材第四章第2节《实验：探究加速度与力、质量的关系》，牛顿第二定律是动力学的核心规律，是本章重点和中心内容，而探究加速度与力和质量的关系是学习下一节的重要铺垫。

教材中实验的基本思路是采用控制变量法。

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：①方法1：小车做初速度为0的匀加速直线运动，直接测量小车移动的位移x和发生这段位移所用的时间t，a=2x/t2计算出加速度a。

②方法2：将打点计时器的纸带连在小车上，根据纸带上打出的点来测量加速度。

③方法3：让两个做初速度为0的匀加速直线运动的物体的运动时间t相等，那么由a=2x/t2可知，它们的位移之比就等于加速度之比。

（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。

但测力有一定困难，还需平衡摩擦，教材的参考案例提供的外力比较容易测量。

验中作用力F的含义是物体所受的合力。

那么，如何测小车所受合外力F？合我们通过下面具体实验来说明。

二、实验设计实验设计1：用阻力补偿法探究加速度与力、质量的关系1．实验器材：小车、打点计时器、纸带、一端带滑轮的长木板、细线、砝码、钩码、刻度尺、天平。

2．实验步骤（1）用天平测出小车的质量；（2）按图装好实验器材，平衡摩擦力。

（3）控制小车质量不变，用细线将钩码与小车相连，打开打点计时器，释放小车，测出一组数据。

（4）保持小车上的砝码个数不变，改变钩码质量，并测量得F（钩码质量远小于小车质量），多测几组数据。

注意：只有在钩码质量远小于小车质量时，线的拉力近似等于钩码的重力。

（5）控制钩码质量不变，改变小车质量，再测几组数据填入表中。

（6）分析每条纸带，测量并计算出加速度的值；（7）作a－F关系图象，并由图象确定a－F关系。

高中物理必修一第4章第2节实验：探究加速度与力、质量的关系

4.收集纸带数据:将小车靠近打点计时器后开启打点计时器,并让小车由静止释放,打点计时器在纸带上打出一系列点,据此计算出小车的加速度。
5.改变小车受力: (1)保持小车的质量不变,通过增加槽码的数量,增加重物的质量(总质量仍远小于小车质量)。接通电源后放开小车,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及所挂槽码的总重力m1g。 (2)重复步骤4,多做几次实验,并记录好相应纸带的编号及所挂槽码的总重力m2g、m3g…
【解析】(1)为了使细绳对小车拉力F等于细砂和小桶的总重力,则需要满足小车和小车上的砝码总质量远远大于细砂和小桶的总质量,若小车和小车上的砝码总质量为800 g,则细砂和小桶的总质量较为合理的是50 g, 故A正确,B、C、D错误。
(2)AC这段位移的平均速度等于AC这段时间中间时刻的
瞬时速度,即B点的瞬时速度,故vB= 由逐差法求解小车的加速度,
【思考·讨论】请从改进实验器材的角度,讨论改进测量小车所受拉力的方法,减小实验的系统误差。 (科学探究)
提示:为了减小由于小车所受拉力而产生的系统误差, 可将力传感器和位移传感器的发射器装在运动的小车上,将接收器装在小车运动轨道的末端,并通过数据采集器输入计算机,就可以测出小车所受的拉力。
二、数据收集与分析 1.列F、a数据收集表: 把小车在不同力作用下产生的加速度填在表中:
物理量 1 2 3 4 5 6 作用力(槽码的重力) 加速度a
2.作a -F图像的方法: 以a为纵坐标、F为横坐标,根据数据作a-F 图像,用曲线拟合测量点,找出规律,分析a与F的关系。
3.列M、a收集表格: 把不同质量的小车(小车和砝码)在相同力的作用下产生的加速度填在表中:
6.改变小车质量: (1)保持重物(小车所受的拉力)不变,通过增加或减少小车上的砝码的方式,改变小车的质量,接通电源后放开小车,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及小车和砝码的总质量M1。

高中物理第四章牛顿运动定律第2节实验：探究加速度与力质量的关系3作业含解析新人教版必修

实验：探究加速度与力、质量的关系1.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。

(1)本实验采用的实验方法是( )A.控制变量法B.理想实验法C.等效替代法D.实验推理法(2)下列说法中正确的是( )A.在探究加速度与质量的关系时,应该改变拉力的大小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与质量M的关系时,为了直观判断二者的关系,应作出a -图像D.当小车的质量远小于砝码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砝码盘和砝码的总重力大小【解析】(1)选A。

该实验是探究加速度与力、质量的关系,研究三者关系必须运用控制变量法,故A正确,B、C、D错误。

(2)选C。

该实验采用的是控制变量法,即保持一个量不变,研究其他两个量之间的关系,在探究加速度与质量的关系时,应保持拉力的大小不变,故A错误;在探究加速度与外力的关系时,应保持小车的质量不变,故B错误;要直观地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,才可以直观地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 -图像,故C 正确;设小车的质量为M,砝码盘和砝码的质量为m,只有M≫m时才可以认为绳对小车的拉力F大小等于盘和盘中砝码的重力mg,故D错误。

答案：(1)A (2)C2.用如图所示的装置研究在作用力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.按图示安装好实验器材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6V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的质量E.保持小桶及内部砂子的质量不变,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关系图像,并由图像确定a与M的关系(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。

高中物理：探究加速度与力质量的关系

高中物理：探究加速度与力、质量的关系【知识点的认识】一、实验目的1．学会用控制变量法研究物理规律．2．验证牛顿第二定律．3．掌握利用图象处理数据的方法．二、实验原理探究加速度a与力F及质量m的关系时，应用的基本方法是控制变量法，即先控制一个参量﹣﹣小车的质量m不变，讨论加速度a与力F的关系，再控制小盘和砝码的质量不变，即力F不变，改变小车质量m，讨论加速度a与m的关系．三、实验器材打点计时器、纸带、复写纸、小车、一端附有定滑轮的长木板、小盘、夹子、细绳、低压交流电源、导线、天平、刻度尺、砝码．四、实验步骤（一）测质量1．用天平测出小车和砝码的总质量M，小盘和砝码的总质量m，把测量结果记录下来．（二）仪器安装及平衡摩擦力2．按下图把实验器材安装好，只是不把悬挂小盘的细绳系在车上，即不给小车施加牵引力．3．平衡摩擦力：在长木板不带定滑轮的一端下面垫一块木板．反复移动木板的位置，直至小车在斜面上运动时可以保持匀速直线运动状态．这时，小车拖着纸带运动时受到的摩擦阻力恰好与小车所受的重力在斜面方向上的分力平衡．（三）保持小车的质量不变4．把细绳系在小车上并绕过滑轮悬挂小盘，先接通电源再放开小车，打点计时器在纸带上打下一系列的点，打完点后切断电源，取下纸带，在纸带上标上纸带号码．5．保持小车和砝码的质量不变，在小盘里放入适量的砝码，把小盘和砝码的总质量m′记录下来，重复步骤4．在小盘内再放入适量砝码，记录下小盘和砝码的总质量m″，再重复步骤4．6．重复步骤5三次，得到三条纸带．7．在每条纸带上都选取一段比较理想的部分，标明计数点，测量各个计数点到O计数点间的距离，算出与每条纸带对应的小车加速度的值．8．用纵坐标表示加速度a，横坐标表示作用力F，作用力的大小F等于小盘和砝码的总重力，根据实验结果在坐标平面上画出相应的点，如果这些点是在一条过原点的直线上，便证明了加速度与作用力成正比．（四）保持小盘和砝码的质量不变9．保持小盘和砝码的质量不变，在小车上加砝码，重复上面的实验，用纵坐标表示加速度a，横坐标表示小车和砝码总质量的倒数，根据实验结果在坐标平面上画出相应的点．如果这些点是在一条过原点的直线上，就证明了加速度与质量成反比．五、注意事项1．平衡摩擦力：就是调出一个合适的斜面，使小车的重力沿着斜面方向的分力正好平衡小车受的摩擦阻力．在平衡摩擦力时，不要把悬挂小盘的细线系在小车上，即不要给小车施加任何牵引力，并要让小车拖着打点的纸带运动．整个实验平衡了摩擦力后，不管以后是改变小盘和砝码的总质量还是改变小车和砝码的总质量，都不需要重新平衡摩擦力．2．实验条件：每条纸带必须在满足小车与车上所加砝码的总质量远大于小盘和砝码的总质量的条件下打出．只有如此，小盘和砝码的总重力才可视为小车受到的拉力．3．操作顺序：改变拉力和小车质量后，每次开始时小车应尽量靠近打点计时器，并应先接通电源，再放开小车，且应在小车到达滑轮前按住小车．六、误差分析1．质量的测量误差，纸带上打点计时器打点间隔距离的测量误差，拉线或纸带不与木板平行等都会造成误差．2．因实验原理不完善造成误差：本实验中用小盘和砝码的总重力代替小车受到的拉力（实际上小车受到的拉力要小于小盘和砝码的总重力），存在系统误差．小盘和砝码的总质量越接近小车的质量，误差就越大；反之，小盘和砝码的总质量越小于小车的质量，误差就越小．3．平衡摩擦力不准造成误差：在平衡摩擦力时，除了不挂小盘外，其他的都跟正式实验一样（比如要挂好纸带、接通打点计时器），匀速运动的标志是打点计时器打出的纸带上各点的距离相等．【命题方向】题型一：对原理的理解和误差的分析a、b、c、d四位同学做《验证牛顿第二定律》的实验，设小车质量和车上砝码质量之和为M，砂及砂桶的总质量为m，分别得出如图a、b、c、d四个图线，其中图a、b、c是a﹣F图线，图d是a﹣图线，则以下说法中正确的是（）A．a和b较好地把握了实验条件M＞＞mB．c和d则没有把握好实验条件M＞＞mC．a同学长木板的倾角太大，而b同学长木板倾角太小D．a、b、c三同学中，c同学较好地完成了平衡摩擦力的操作分析：解决实验问题首先要掌握该实验原理，了解实验的操作步骤和数据处理以及注意事项．其中平衡摩擦力的原因以及做法在实验中应当清楚．解：A、在a﹣F图中，当M＞＞m时，a与F成线性关系，由图示图象可知，a、b较好地把握了实验条件：M远远大于m，故A正确；B、随着F的增大，即砂和砂桶质量的增大，不再满足砂和砂桶远小于小车的质量时，图象上部会出现弯曲现象，所以图象c和d没有把握好实验条件M远大于m，故B错误；C、由图a所示图象可知，图象在F轴上有截距，说明实验没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足，a的倾角太小，由图b所示图象可知，图象在a轴上有截距，说明平衡摩擦力过度，木板倾角太大，故C错误；D、由图c所示图象可知，图象过原点，c同学恰好平衡摩擦力，图象a、b没有过原点，a、b没有恰好平衡摩擦力，故D正确；故选：AD．点评：教科书本上的实验，我们要从实验原理、实验仪器、实验步骤、实验数据处理、实验注意事项这几点去搞清楚．对于实验我们要清楚每一项操作存在的理由．比如为什么要平衡摩擦力，为什么要先接通电源后释放纸带等．【解题方法点拨】a﹣F图线只有在F是小车实际合外力的情况下才是过原点的直线，本实验中平衡摩擦力后，小车受到的合外力是绳子的拉力，对小车和吊盘分别列牛顿定律方程：F T＝Ma，mg﹣F T＝ma，可解得：a＝，F T＝•mg．本实验数据小车的合外力认为就是mg，只有在M ≫m时F T≈mg，a﹣F图线才接近直线，一旦不满足M≫m，描出的点的横坐标就会向右偏离较多，造成图线向右弯曲．。

高中物理第四章力与运动课时训练探究加速度与力、质量的定量关系粤教版必修

课时训练19研究加快度与力、质量的定量关系基础夯实1.假如a- 1m图象是经过原点的一条直线,则说明()A.物体的加快度a与质量m成正比B.物体的加快度a与质量m成反比C.物体的质量m与加快度a成正比D.物体的质量m与加快度a成反比- 1m图象是过原点的直线,表示加快度a与质量m成反比,但不可以说物体的质量与加快度成正比或成反比,因为物体的质量是个定值,B正确,A、C、D 错.2.某同学做“研究加快度与力、质量的关系”实验中,在均衡摩擦力时,把长木板的一端垫得偏低,使得倾角偏小,他所得的a-F关系图象能够用图所示的哪一个来表示(),若把长木板的一端垫得过低,小车重力沿木板方向的分力小于摩擦力.3.在“研究加快度与物体质量的定性关系”实验中,在增大物体的质量的同时,要保证物体所受的合外力不变,以下举措可行的是()A.增大斜面的倾角B.减小斜面的倾角C.保持斜面倾角不变D.以上举措都不可以实现,假定动摩擦因数为μ,=mg sin θ-μmg cos θ,则在增斜面倾角为θ,物体质量为m,则所受的合外力为F合不变.大m的同时一定要减小θ,才能保持F合4.用打点计时器丈量加快度研究加快度与力、质量的关系时,需要均衡摩擦力.均衡摩擦力时,应当让小车()A.挂上小盘,拖上纸带,启动打点计时器B.不挂小盘,拖上纸带,启动打点计时器C.挂上小盘,不拖纸带D.不挂小盘,不拖纸带,应将绳从小车上拿去,不拴盘,选项A、C错误;应把纸带所受的摩擦阻力一起均衡掉,因此应让小车拖上纸带,且让打点计时器处于工作状态,选项B正确,选项D错误.5.在“研究加快度与力、质量的关系”的实验中,对于均衡摩擦力的说法中不正确的选项是()A.“均衡摩擦力”的实质就是想方法让小车遇到的摩擦力为零B.“均衡摩擦力”的实质就是使小车所受的重力的下滑分力与所遇到的摩擦阻力相均衡C.“均衡摩擦力”的目的就是要使小车所受的合外力等于所挂钩码经过细绳和滑轮对小车施加的拉力D.“均衡摩擦力”能否成功,可轻轻推进小车,由打点计时器打出的纸带上的点迹间距能否相等而确立6.(多项选择)如图是某些同学在研究加快度与力、质量关系时依据实验数据画出的图象,以下说法中正确的选项是()A.形成图甲的原由是均衡摩擦力时长木板倾角过大B.形成图乙的原由是均衡摩擦力时长木板倾角过小C.形成图丙的原由是均衡摩擦力时长木板倾角过大D.形成图丁的原由是均衡摩擦力时长木板倾角过小a-F的图象,当F=0时,加快度a≠0,说明F=0时,物体遇到的合外力已不;图乙同图甲的原由同样.等于零,即均衡摩擦力时长木板倾角过大,使mg sin α>f滑>mg sin α.因此,选项A、D正确.图丙、丁是因为均衡摩擦力时倾角过小,而使f滑能力提高7.一起学准备做“研究加快度与力、质量的关系”实验.BDE(2)①(2.5±0.2) m/s2该同学需要打点计时器(B)、小车(D)和钩码(E),不需要重锤(A)和秒表(C).(2)纸带①的加快度a1=[(.10-34.20)-(34.20-30.70)]×10-2(2×0.02)2 m/s2=2.50 m/s2纸带②的加快度a2=[(.90-32.35)-(32.35-29.00)]×10-2(2×0.02)2 m/s2=1.25 m/s2.8.(2016全国Ⅲ)某物理课外小组利用图(a)中的装置研究物体加快度与其所受合外力之间的关系.图中,置于实验台上的长木板水平搁置,其右端固定一轻滑轮:轻绳越过滑轮,一端与放在木板上的小滑车相连,另一端可悬挂钩码.本实验中可用的钩码共有N=5个,每个质量均为0.010 kg.实验步骤以下:(3)对应于不一样的n的a值见下表.n=2时的s-t图象如图(b)所示:由图(b)求出此时小车的加快度(保存2位有效数字),将结果填入下表.(4)利用表中的数据在图(c)中补齐数据点,并作出a-n图象.从图象能够看出:当物体质量一准时,物体的加快度与其所受的合外力成正比.图(b)图(c)(5)利用a-n图象求得小车(空载)的质量为kg(保存2位有效数字,重力加快度取g=9.8 m·s-2).(6)若以“保持木板水平”来取代步骤(1),以下说法正确的选项是(填入正确选项前的标号).A.a-n图线不再是直线B.a-n图线还是直线,但该直线可是原点C.a-n图线还是直线,但该直线的斜率变大.40(0.37~0.49均对)(4)a-n图线看法析(5)0.45(0.43~0.47均对) (6)BC小滑车开释后做初速度为零的匀加快直线运动知足x=12at2①由题图(b)知,当x=0.8 m时,t=2.00 s,代入①式解得a=0.40 m/s2(4)描点作图a-n图线如图:(5)对钩码与小滑车构成的系统有nmg=(m'+5m)a代入数据解得a=mgm+5m n=01Nm'+0.05kg n由图象知k=15,故01m'+0.05=15,解得m'=0.45 kg.(6)若木板保持水平,则对系统由牛顿第二定律得nmg-μ[m'+(N-n)m]g=(m'+Nm)aa=(μ)mgm'+Nm n-μg=(μ)mgm'+5m n-μg.由此知图线可是原点,且斜率增大,故B、C选项正确.9.在研究加快度与力、质量的关系实验中,因为存在摩擦力的影响使实验有较大的偏差,有人设计了以下实验:以下图,质量为m的滑块A放在气垫导轨B上,C为位移传感器,它能将滑块A到传感器C的距离数据及时传递到计算机上,经计算机办理后在屏幕上显示滑块A 的位移—时间(s-t)图象和速度—时间(v-t)图象.整个装置置于高度可调理的斜面上,斜面的长度为l、高度为h.(1)本实验中摩擦力对滑块A的影响(选填“显然,不行忽视”或“不显然,可忽视”).(2)本实验中滑块A所受的合外力表达式为.实验中能够经过改变来考证质量一准时,加快度与力成正比的关系;经过保持不变,可考证力一准时,加快度与质量成反比的关系.不显然,可忽视(2)m0g hl h m0h本实验仪器用的是气垫导轨,滑块A在运动中几乎不受摩擦力的作用.(2)本实验中滑块A的合外力为F=m0g sin θ=m0g hl,如考证质量一准时,加快度与合外力的关系只要要调理h即可;如考证合外力一准时,应使F=m0g hl不变,即保持m0h之积不变即可.。