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1、-探究加速度与物体质量、物体受力的关系1-第 5 页实验学案15 探究加速度与物体质量、物体受力的关系实验步骤一、测质量二、仪器安装及平衡摩擦力三、保持小车的质量不变，研究a与F的关系实验次数加速度a/(ms2)小车受力F/N1234四、保持小盘和砝码的质量不变，研究a与M的关系实验次数加速度a/(ms2)小车和砝码的总质量M/kg123数据处理1需要计算各种情况下所对应的小车加速度，可使用“研究匀变速直线运动”的方法：先在纸带上标明计数点，测量各计数点间的距离，根据公式a计算加速度2(1)根据表(一)，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
2、果在坐标平面上描出相应的点，如果这些点是在一条过原点的直线上，便证明了加速度a与作用力F成正比如图2所示(2)根据表(二)用纵坐标表示加速度a，横坐标表示小车和砝码的质量M，根据实验结果在坐标平面上描出相应的点，发现这些点落在一条类似反比函数的曲线上我们猜想，a与M可能成反比为了检验猜想的正确性，再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描出相应的点如果这些点落在一条过原点的直线上，就证明了加速度与质量成反比(如图3所示)题型一对实验原理的理解【例1】 如图4所示的实验装置可以探究加速度与力、质量的关系，小车上固定一个盒 子，盒子内盛有沙子沙桶的总质量(
3、包括桶以及桶内沙子质量)记为m，小车的总质量(包括车、盒子及盒内沙子质量)记为M.(1)验证在质量不变的情况下，加速度与合外力成正比；从盒子中取出一些沙子，装入沙桶中，称量并记录沙桶的总重力mg，将该力视为合外力F，对应的加速度a则从打下的纸带中计算得出多次改变合外力F的大小，每次都会得到一个相应的加速度本次实验中，桶内的沙子取自小车中，故系统的总质量不变以合外力F为横轴，以加速度a为纵轴，画出aF图象，图象是一条过原点的直线aF图象斜率的物理意义是_你认为把沙桶的总重力mg当作合外力F是否合理？答：_.(填“合理”或“不合理”)本次实验中，是否应该满足Mm这样的条件？答：_(填“是”或“否”
4、)；理由是_(2)验证在合外力不变的情况下，加速度与质量成反比；保持桶内沙子质量m不变，在盒子内添加或去掉一些沙子，验证加速度与质量的关系本次实验中，桶内的沙子总质量不变，故系统所受的合外力不变用图象法处理数据时，以加速度a为纵轴，应该以_的倒数为横轴题型二实验数据的处理【例2】 某学习小组的同学在用打点计时器探究物体的加速度与物体的质量之间的关系实验中，不改变拉力，只改变物体的质量，得到了如下表所示的几组数据，其中第3组数据还未算出加速度，但对应该组已打出了纸带，如图5所示(长度单位：cm)，图中各点为每5个打点选出的计数点(两计数点间还有4个打点未标出)实验次数123456小车质量(g)2
5、00300400500600700小车加速度(m/s2)小车质量的倒数(kg1)(1)请由纸带上的数据，计算出缺少的加速度值并填入表中(小数点后保留两位小数)(2)请在图6中建立合适的坐标，将表中各组数据用小黑点描在坐标纸上，并作出平滑的图线 (3)由图象得出的结论是：_1在利用打点计时器和小车来做“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系在小车上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，且应先接电源再释放小车2(2011三明模拟)用如图7甲所示的装置做“验证牛
6、顿第二定律”实验时，甲同学根据实验数据画出的小车的加速度a和小车所受拉力F的图象为图中的直线，乙同学画出的aF图象为下图中的直线.直线、在纵轴或横轴上的截距较大，明显超出了误差范围，下面给出了关于形成这种情况的四种解释，其中可能正确的是()A实验前甲同学没有平衡摩擦力B甲同学在平衡摩擦力时，把长木板的末端抬得过高了C实验前乙同学没有平衡摩擦力D乙同学在平衡摩擦力时，把长木板的末端抬得过高了3(江苏高考)“探究加速度与物体质量、物体受力的关系”的实验装置如图8甲所示 (1)在平衡小车与桌面之间摩擦力的过程中，打出了一条纸带如图乙所示 s，从比较清晰的点起，每5个点取一个计数点，量出相邻计数点之间
7、的距离该小车的加速度a_ m/s2.(结果保留两位有效数字)(2)平衡摩擦力后，将5个相同的砝码都放在小车上挂上砝码盘，然后每次从小车上取一个砝码添加到砝码盘中，测量小车的加速度小车的加速度a与砝码盘中砝码总重力F的实验数据如下表：砝码盘中砝码总重力F(N)加速度a(ms2)请根据实验数据作出aF的关系图象(如图9所示)(3)根据提供的实验数据作出的aF的图线不通过原点请说明主要原因4(2011天星调研卷)如图10所示为某同学探究加速度与力和质量关系的实验装置，两个相同质量的小车放在光滑水平板上，前端各系一条细绳，绳的一端跨过定滑轮各挂一个小盘，盘中可放砝码两小车后端各系一条细绳，一起被夹子夹
8、着使小车静止打开夹子，两小车同时开始运动；关上夹子，两小车同时停下来，用刻度尺测出两小车的位移，下表是该同学在几次实验中记录的数据实验次数车号小车质量(g)小盘质量(g)车中砝码质量(g)盘中砝码质量(g)小车位移(cm)1甲50 100015乙5010010302甲5010010乙50105010143甲50100018乙50101010请回答下述问题：(1)在每一次实验中，甲、乙两车的位移之比等于_之比，请简要说明实验原理_；(2)第一次实验是控制了_不变的，在实验误差范围内可得出结论是：_；(3)第二次实验是控制了_不变的，在实验误差范围内可得出结论是：_；(4)第三次实验时，该同学先测
9、量了甲车的位移，再根据前两次实验结论，计算出乙车应该发生的位移，然后再测量了乙车的位移，结果他高兴地发现，理论的预言与实际符合得相当好请问，他计算出的乙车位移应该是_5(2011成都模拟)某实验小组利用如图11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(1)由图中刻度尺读出两个光电门中心之间的距离x24 cm，由图12中游标卡尺测得遮光条的宽度d_ cm.该实验小组在做实验时，将滑块从图11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t1，遮光条通过光电门2的时间t2，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
10、达式v2_，则滑块的加速度的表达式a_.(以上表达式均用字母表示)(2)在本次实验中，实验小组通过改变滑块质量总共做了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/s2)250300350400500800(3)现需通过图象进一步验证你的结论，请利用表格数据，在图13坐标系中描点作出相应图象6(2010吉林二模)为了探究加速度与力的关系，使用如图14所示的气垫导轨装置进行实验其中G1、G2为两个光电门，它们与数字计时器相连，当滑行器通过G1、G2光电门时，光束被遮挡的时间t1、t2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，：(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？ (2)若取M kg，改变m的值，进行多次实验，以下m的取值不合适的一个是_Am15 g Bm215 gCm340 g Dm4400 g(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t1、t2、D、x表示)