第2節實驗：探究加速度與力、質量的關系1物體運動狀態變化的快慢，也就是物體_的大小，與物體的_有關，還與物體_有關物體的質量一定時，受力越大，其加速度就_；物體的受力一定時，質量越小，加速度就_2探究加速度與力的定量關系時，應保持物體_不變，測量物體在_的加速度；探究加速度與質量的關系時，應保持物體_不變，測量不同質量的物體在_的加速度，這種研究問題的方法叫_法3測量物體的加速度可以用刻度尺測量_，并用秒表測量_，由公式_算出也可以在運動物體上安裝一條通過打點計時器的紙帶，根據_來測量加速度4在該探究實驗中，我們猜想物體的加速度與它所受的力成_，與質量成_，然后根據實驗數據作出_圖象和_圖象，都應是過原點的直線5在“探究加速度與力、質量的關系”的實驗中，備有下列器材：A打點計時器B天平(附帶砝碼)C低壓交流電源D小盤、砝碼E導線、細繩F小車G一端帶有滑輪的長木板H夾子其中，還缺少的器材是_6在“探究加速度與力、質量的關系”的實驗中，研究作用力一定，加速度與質量成反比的結論時，下列說法中錯誤的是()A平衡摩擦力時，應將放有重物的小盤用細繩通過定滑輪系在小車上B每次改變小車質量時，不需要重新平衡摩擦力C實驗時，先放開小車，再接通打點計時器的電源D在小車中增減砝碼，應使小車和砝碼的總質量遠大于小盤和重物的總質量7如果aF的圖象是通過坐標原點的一條直線，說明物體的加速度a與施加在物體上的力是_關系；如果a的圖象是通過坐標原點的一條直線，說明物體的加速度a與物體的質量是_關系【概念規律練】知識點一實驗的操作1在采用如圖1所示的實驗探究加速度與力、質量的關系時，按實驗要求安裝好器材后，應按一定的步驟進行實驗，下列給出供選擇的操作步驟：圖1A保持小盤和重物的質量不變，在小車里加砝碼，測出加速度，重復幾次B保持小車質量不變，改變小盤中重物的質量，測出加速度，重復幾次C用天平測出小車和砂子的質量D在長木板沒有定滑輪的一端墊上厚度合適的墊木，平衡摩擦力E根據測出的數據，分別畫出加速度和力的關系圖線及加速度和質量的倒數關系圖線F用停表測出小車運動的時間G將放有重物的小盤用細線通過定滑輪系到小車上，接通電源，釋放小車，在紙帶上打出一系列的點以上步驟中，不必要的步驟是_，正確步驟的合理順序是_(填寫代表字母)2在“探究加速度與力、質量的關系”的實驗中，關于平衡摩擦力的說法中正確的是()A“平衡摩擦力”的本質就是想法讓小車受到的摩擦力為零B“平衡摩擦力”的本質就是使小車所受的重力的下滑分力與所受到的摩擦阻力相平衡C“平衡摩擦力”的目的就是要使小車所受的合力等于所掛重物通過細繩對小車施加的拉力D“平衡摩擦力”時應將小車在重物通過細繩和滑輪而拉動小車過程中進行調整E“平衡摩擦力”是否成功，可由小車施動而由打點計時器打出的紙帶上的點跡間距是否均勻而確定知識點二加速度與力、質量的關系3某同學在實驗中保持拉力不變，得到了小車加速度隨質量變化的一組數據，如下表所示實驗次數加速度a/ms2小車與砝碼總質量m/kg小車與砝碼總質量的倒數m1/kg110.290.205.020.250.254.030.220.303.340.180.352.950.160.402.5請你在圖2方格中建立合適坐標系并畫出能直觀反映出加速度與質量關系的圖線圖2【方法技巧練】一、用圖象法分析物理量之間的關系4如圖3所示為某些同學根據實驗數據畫出的圖象，下列說法中正確的是()圖3A形成圖甲的原因是平衡摩擦力時長木板傾角過大B形成圖乙的原因是平衡摩擦力時長木板傾角過小C形成圖丙的原因是平衡摩擦力時長木板傾角過大D形成圖丁的原因是平衡摩擦力時長木板傾角過小二、實驗數據的處理技巧5.圖4如圖4所示，在探究加速度和力、質量關系的實驗中，若1、2兩個相同的小車所受拉力分別為F1、F2，車中所放砝碼的質量分別為m1、m2，打開夾子后經過相同的時間兩車的位移分別為x1、x2，則在實驗誤差允許的范圍內，有()A當m1m2、F12F2時，x12x2B當m1m2、F12F2時，x22x1C當F1F2、m12m2時，x12x2D當F1F2、m12m2時，x22x16用斜面、小車、小盤、砝碼等器材做“探究加速度與力、質量的關系”實驗，圖5是實驗中一條打完點的紙帶，相鄰計數點的時間間隔為T，且間距x1、x2、x3、x4、x5、x6已量出圖5圖6(1)請寫出三個不同的計算加速度的表達式(2)如圖6(a)所示，為甲同學根據測量數據畫出的aF圖線，表明實驗的問題是_(3)乙、丙兩同學用同一裝置實驗，畫出了各自得到的aF圖線如圖(b)所示，說明兩個同學做實驗時的哪一個物理量取值不同？并比較其大小1在本實驗中，下列說法中正確的是()A平衡摩擦力時，小盤應用細線通過定滑輪系在小車上，但小盤內不能裝重物B實驗中無需始終保持小車和砝碼的質量遠遠大于盤和重物的質量C實驗中如用縱坐標表示加速度，用橫坐標表示小車和車內砝碼的總質量，描出相應的點在一條直線上時，即可證明加速度與質量成反比D平衡摩擦力時，小車后面的紙帶必須連好，因為運動過程中紙帶也要受到阻力2在“探究加速度與力、質量的關系”的實驗中，下列說法中正確的是()A為了減小實驗誤差，懸掛物的質量應遠小于小車和砝碼的總質量B為減小小車、紙帶受到摩擦力對實驗的影響，需把小車運動平面起始端略墊高C實驗結果采用描點法畫圖象，是為了減小誤差D實驗結果采用a坐標作圖，是為了根據圖象直觀地作出判斷3在探究牛頓第二定律的實驗中，我們利用了“控制變量法”當保持外力不變的情況下，由實驗得出a圖象是通過原點的一條直線，這說明()A物體的加速度大小與質量成正比B物體的加速度大小與質量成反比C物體的質量與加速度大小成正比D物體的質量與加速度大小成反比4利用如圖7甲所示的裝置探究“質量一定，加速度與力的定量關系”實驗時，甲同學根據實驗數據畫出的小車加速度a和小車所受拉力F的圖象如圖乙中的直線所示，乙同學畫出的aF圖象如圖乙中的直線所示直線、在兩個坐標軸上的截距都比較大，明顯超出了誤差范圍，下面關于形成這種狀況原因的解釋正確的是()圖7A實驗前甲同學沒有平衡摩擦力B甲同學在平衡摩擦力時，把長木板不帶滑輪的一端墊得過高了C實驗前乙同學沒有平衡摩擦力D乙同學在平衡摩擦力時，把長木板不帶滑輪的一端墊得過高了題號1234答案5.用圖8所示裝置探究“加速度與力、質量的關系”的實驗中：圖8(1)某同學在接通電源進行實驗之前，將實驗器材組裝如圖所示請你指出該裝置中錯誤或不妥之處：_.(2)改正實驗裝置后，該同學順利地完成了實驗圖9是他在實驗中得到的一條紙帶，圖中相鄰兩計數點之間的時間間隔為0.1 s，由圖中的數據可算出小車的加速度a為_m/s2.圖96某次實驗測得如下數據：當m一定時a與F的關系如表一所示；當F一定時，a和的關系如表二所示表一F/N1.002.003.004.00a/(ms2)1.903.955.857.62表二/kg10.520.670.801.00a/(ms2)1.512.102.493.10(1)在圖10所示的相應坐標系中分別作出表一、表二所給數據確定物理量的圖線圖10(2)在研究a與m的關系時，作了a的圖線，而沒作am的圖線，那么作a的圖線有何優點？_.第2節實驗：探究加速度與力、質量的關系課前預習練1加速度質量受力的大小越大越大2質量不同外力作用下受力該力作用下控制變量3位移時間a紙帶打出的點4正比反比aFa5紙帶和復寫紙片6AC平衡摩擦力時不應掛放有重物的小盤，只需將小車放在長木板上，使長木板不帶滑輪的一端墊高，當小車剛好能勻速運動時，即平衡了摩擦力，A選項錯誤當改變小車質量時，小車重力沿斜面向下的分力、摩擦力都跟質量成正比地改變，一次平衡后，就不用再平衡了，B選項正確實驗時應先接通電源，讓打點計時器正常工作，再放開小車，才能打出完整的紙帶，C選項錯誤在小車減少砝碼時，必須保證小車的質量遠大于小盤和重物的總質量，才能近似使小車受到的牽引力等于小盤和重物的重力，D選項正確7正比反比解析如果aF的圖象是通過坐標原點的一條直線，說明物體的加速度a與施加在物體上的力是正比關系；如果a的圖象是通過坐標原點的一條直線，說明物體的加速度a與物體的質量是反比關系課堂探究練1FDCGBAE解析打點計時器本身是計時儀器，小車運動時間可由紙帶上的點數來確定，故不用停表計時；在本實驗中應首先平衡摩擦力才可去做實驗2BCE在小車的運動過程中受到的摩擦阻力是永恒存在、無法使之為零的，故A選項錯誤平衡摩擦力的實質就是讓小車軌道具有合適的傾角而成為一個斜面，從而使小車所受的重力的下滑分力mgsin 與摩擦阻力Ff相平衡，進而使小車所受的合力等于所掛的重物通過細繩和滑輪對小車施加的拉力，故B、C兩選項正確平衡摩擦力時必須在不掛重物時，讓小車拖動紙帶自由運動時進行調整(即調整軌道斜面傾角)，直至所打出的紙帶上的點跡均勻分布為止，故E選項正確而D選項錯誤3見解析解析“a與m成反比”實際上就是“a與成正比”，以a為縱坐標，以為橫坐標建立坐標系，選取適當的標度，描出坐標點，連線得到圖象如下圖所示4AD題中甲圖是平衡摩擦力時長木板傾角過大，牽引力為零時，小車已有加速度，丙圖是平衡摩擦力時長木板傾角過小，所以A對，C錯；丁圖是平衡摩擦力時長木板傾角過小，導致圖線不過原點，有一定拉力后才有加速度，乙圖是平衡摩擦力時長木板傾角過大，所以B錯，D對5AD6(1)aaa(2)沒有平衡摩擦力或平衡摩擦力不夠(3)兩小車及車上的砝碼的質量不同，且m乙m丙方法總結實驗的數據處理一般有兩種方法，即計算法和圖象法(1)計算法處理該實驗時，在測得加速度或得到加速度之比后，可以將之與所受力之比進行比較，或與物體質量之比進行比較，應滿足或.(2)圖象法處理該實驗時，將測得的F為橫坐標，加速度a為縱坐標，描點作aF圖象，看圖象性質及特點可得結論；以為橫坐標，加速度a為縱坐標描繪a圖象(也可描繪am圖象，但規律不易看出)，研究圖象性質及特點可得結論課后鞏固練1D2.ABD3.B4BC在探究“質量一定，加速度與力的定量關系”時，應當消除摩擦力這個因素：將長木板不帶滑輪的一端用木塊墊高，使長木板形成一個坡度很小的斜面，調整所墊木塊的高度，使得小車的重力沿斜面向下的分力恰好和小車所受的摩擦力平衡，這樣砝碼的重力G可看做小車所受的合力若小車在不受拉力的情況下能夠在木板上勻速運動，就說明恰好平衡了摩擦力圖線表明不對小車施加拉力小車就有加速度，說明平衡摩擦力過度，即長木板不帶滑輪的一端墊得過高了圖線表明對小車施加一個較小的力，小車也沒有加速度，說明乙同學沒有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足，即長木板不帶滑輪的一端沒有墊木塊或墊得不夠高5(1)打點計時器不能使用干電池