实验：探究加速度与力质量的关系

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m

②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m1

⑤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＋m1)________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＋m1)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－1

M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－1

M

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)CD

3．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________。

①首先要平衡摩擦力，使小车受到的合力就是细绳对小车的拉力

②平衡摩擦力的方法就是在塑料桶中添加砝码，使小车能匀速滑动

③每次改变小车受到的拉力后都需要重新平衡摩擦力

④实验中通过在塑料桶中增加砝码来改变小车受到的拉力

⑤实验中应先放小车，然后再接通打点计时器的电源

A．①③⑤B．②③⑤

C．③④⑤D．②④⑤

(2)某组同学由实验得出数据，画出a-F图象如图乙所示，那么该组同学实验中出现的问题可能是________。

A．实验中没有平衡摩擦力

B．实验中平衡摩擦力过度

C．实验中绳子拉力方向没有跟木板平行

D．实验中小车质量发生变化

解析：(1)①实验时首先要平衡摩擦力，使小车受到的合力就是细绳对小车的拉力；

②平衡摩擦力的方法是将小车与纸带相连，小车前面不挂塑料桶，把小车放在斜面上给小车一个初速度，看小车能否做匀速直线运动；③每次改变小车受到拉力后都不需要重新平衡摩擦力；④实验中通过在塑料桶中增加砝码来改变小车受到的拉力是正确的；⑤实验中应先接通电源，后放开小车。由此可见，①、④正确，②、③、⑤错误，故选B。

(2)由图象可知，a -F图象在a轴上有截距，这是由于平衡摩擦力过度造成的。故选B。

答案：(1)B(2)B

[课时作业]

(本栏目内容，在学生用书中以独立形式分册装订！) 1．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．用天平称出小车和沙桶及内部所装沙子的质量

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沙桶

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 ．保持沙桶及其中沙子的质量不变，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 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。

(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________。

解析： 实验中把沙桶及其中沙子受到的重力看作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。 答案： (1)平衡摩擦力 按图装好实验器材即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 a -1M

2．“探究加速度与力、质量的关系”实验中：

(1)当质量M 一定时，a 与F 合成________；当力F 一定时，a 与M 成________。

(2)

如图所示为“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置图，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 ．本实验中探究的方法是控制变量法

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，对探究结果也不会产生影响 解析： (1)当质量M 一定时，a 与F 合成正比；当力F 一定时，a 与M 成反比。

(2)平衡摩擦力时，应使小车在不受拉力作用下拖动纸带做匀速直线运动，A 错。实验中采用控制变量法，即研究加速度与合力关系时控制小车质量不变，研究加速度与小车质量关系时要控制拉力不变，B 对。实验时，先接通电源打点，后放开小车拖动纸带运动，C 错。