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 m2 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在小盘中放入适量的砝码 m15 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) 步骤的目的是_。(2) 步骤中，要求小盘和砝码总质量(mm )_小车质量 m。1(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。 (2)步骤中，要求小盘和砝码总质量(mm )远小于小车的质量 m。1(3)该实验采用的是控制变量法。答案： (1)平衡摩擦

2、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c理想实验法b假设法 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1c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m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

3、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 m1不变，改变 f 大小，故 a、b 错。a 关系图象为过原点的直线，作出这个图象容易证明ma 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)cd3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

4、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 cb d(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)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

5、度，看小车能否做匀速直线运动；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 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。合答案： (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

6、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

7、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1判断，必须“化曲为直”，改作 a - 关系图象。m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 -1m2“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 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

8、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 成正比；当力 f 一定时，a 与 m 成反比。合(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： (1)正比 反比 (2)b3.在“探究加速度与力

9、、质量的关系”的实验中，采用如图所示的装置。(1)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1c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m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 a/(ms2)0.200.100.300.200.400.280.500.400.600.52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

10、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 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：1图象，c 正确。物体 m从图中发现直线没过原点，当 f0 时，a0。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”

11、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2a0.42 m/s22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。

12、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)实验中要进行质量 m 和 m 的选取，以下最合理的一组是( )a m200 g，m10 g、15 g、20 g、25 g、30 g、40 gb m200 g，m20 g、40 g、60 g、80 g、100 g、120 gc m400 g，m10 g、15 g、20 g、25 g、30 g、40 gd m400 g，m20 g、40 g、60 g、80 g、100 g、120 g(3)下图是实验中得到的一条纸带，a、b、c、d、e、f、g 为 7 个相邻的计数点，相邻 的两个计数点之间还有四个点未画出。量出相邻的计数点之间的距离分别为：x 4.22 cm、abx 4.65 cm、x 5.08 cm、x 5.49 cm、x 5.91 cm、x 6.34 cm。已知打点计时器 bc cd de ef fg的工作频率为 50 hz，则小车的加速度 a_m/s (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，