实验：探究加速度与力质量的关系

1、1.下面是“探究加速度与力、质量的关系”的实验步骤： 用天平测出小车质量 M和小盘质量m 安装好打点计时器，在小车上装好纸带 调整长木板的倾斜程度 在小盘中放入适量的砝码mi 保持小车质量一定时，探究加速度与力的关系 保持小车所受拉力一定时，探究加速度与质量的关系 （1）步骤的目的是。 步骤中，要求小盘和砝码总质量（m+ mi）小车质量M。 （3）步骤和，表明该实验采用的科学方法是 。 解析：（1）步骤是为了平衡掉小车与木板、纸带与打点计时器间的摩擦力。 步骤中，要求小盘和砝码总质量（m+ mi）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

2、）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 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 1 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 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，

3、研究加速度与质量的关系。 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 1 不变，改变F大小，故A、B错。a亦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。 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 平衡摩擦力的方法

4、就是在塑料桶中添加砝码，使小车能匀速滑动 每次改变小车受到的拉力后都需要重新平衡摩擦力 实验中通过在塑料桶中增加砝码来改变小车受到的拉力 实验中应先放小车，然后再接通打点计时器的电源 A .B . C.D . 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)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； 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

5、否做匀速直线运动；每次改变小车受到拉力后都不需要重新平衡摩 擦力；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；实验中应先接 通电源，后放开小车。由此可见，、正确，、错误，故选 (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 答案：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

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。 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 6V电压的蓄电池上将无法工作，

7、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 1 判断，必须“化曲为直”，改作a -右关系图象。 答案：(1)平衡摩擦力 按图装好实验器材即 B D 6 V电压的蓄电池6 V以下交流电压的学生电源 1 G a -M a币 2“探究加速度与力、质量的关系”实验中： 当质量 M 定时，a与F合成;当力F 定时，a与M成 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

8、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 定时，a与F合成正比；当力F 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。 为减小实验误差，实验时必须做到重物的质量远小于小车的质量，D错。 答案： 正比反比 (2)B 3. 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 .在探究加速度与质量的关系时，应该

9、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 1 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亦图 象 D 选择器材测质量时，同时有天平和弹簧测力计，应优先选择弹簧测力计 （2）某同学测得小车的加速度 a和拉力F的数据如下表所示：（小车质量保持不变） F/N 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 a/(m s 2) 0.10 0.20 0.28 0.40 0.52 根据表中的数据在坐标图上作出a F图象。 图象不过原点的原因可能是 。 解析：(1)该实验采用的是控制变量法，在探究加速度与质量的关系时，应保持拉力 的大小不变。在探究加

10、速度与外力的关系时，应该保持小车的质量不变，故A、B错误；直 1 线图象可以直观地反映两个变量之间的关系，所以实验时要作出a MM图象，C正确。物体 的质量应该用天平来测量，D错误。 (2)根据表中的数据在坐标图上作出的a F图象如图所示： 从图中发现直线没过原点，当F工0时，a= 0。也就是说当绳子上有拉力时小车的加 速度还为0，说明小车的摩擦力与绳子的拉力抵消了。该同学实验操作中未平衡摩擦力或平 衡摩擦力不够。 答案： (1)C(2)见解析图未平衡摩擦力或平衡摩擦力不够 4如图为“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置示意图。沙和沙桶的总质量为 m,小车和砝码的总质量为 M。实验中用沙和沙

11、桶总重力的大小作为细线对小车拉力的大小。 （1）实验中，为了使细线对小车的拉力等于小车所受的合外力，先调节长木板一端滑轮 的高度，使细线与长木板平行。接下来还需要进行的一项操作是（） A 将长木板水平放置，让小车连着已经穿过打点计时器的纸带，给打点计时器通电， 调节m的大小，使小车在沙和沙桶的牵引下运动，从打出的纸带判断小车是否做匀速运动。 B 将长木板的一端垫起适当的高度，让小车连着已经穿过打点计时器的纸带，撤去沙 和沙桶，给打点计时器通电，轻推小车，从打出的纸带判断小车是否做匀速运动。 C.将长木板的一端垫起适当的高度，撤去纸带以及沙和沙桶，轻推小车，观察判断小 车是否做匀速运动。 （2）

12、实验中要进行质量m和M的选取，以下最合理的一组是（） A. M= 200 g, m= 10 g、15 g、20 g、 B. M = 200 g, m = 20 g、40 g、60 g、 C. M = 400 g, m= 10 g、15 g、20 g、 D. M= 400 g, m= 20 g、40 g、60 g、 下图是实验中得到的一条纸带，A、 25 g、30 g、40 g 80 g、100 g、120 g 25 g、30 g、40 g 80 g、100 g、120 g 的两个计数点之间还有四个点未画出。 B、C、D、E、F、G为7个相邻的计数点，相邻 量出相邻的计数点之间的距离分别为：xab= 4.22 cm、 xbc= 4.65 cm、xcd= 5.08 cm、xde = 5.49 cm、xef = 5.91 cm、xfg= 6.34 cm。已知打点计时器 的工作频率为 50 Hz，则小车的加速度 a=m/s2（结果保留2位有效数字）。 解析：（1）需要将长木板一端适当垫起一定高度，以平衡摩擦力，完成此项工作的标 志就是不挂沙桶条件下小车能带动