高一物理探究加速度与力的关系

1、第第2节探究加速度与力、质量的关系节探究加速度与力、质量的关系 一、实验目的 1学会用控制变量法探究加速度与力、质量的关系 2掌握利用图像处理实验数据的方法 二、实验原理 采用控制变量法当研究对象有两个以上的参量发生变化时，我们设法控制某些参 量使之不变，而研究其中两个参量之间的变化关系，这是物理实验中经常采用的一 种方法本实验中的参量有F、m、a三个，采用控制变量法如下： 1保持质量不变，测量物体在不同力作用下的加速度，分析加速度与力的关系 2保持物体所受的力相同，测量不同质量的物体在该力作用下的加速度，分析加速 度与质量的关系 三、实验器材 附有定滑轮的长木板、打点计时器、低压交流电源、小

2、车、砝码、带钩细线、小桶 (含沙子)、纸带，刻度尺、天平、薄木板 返回目录 实验互动实验演练热点典例 8算出每条纸带对应的加速度的值并填入表格2中 表格2物体受到的外力一定，加速度与质量的关系 七、注意事项 1平衡摩擦力时不要挂重物，整个实验平衡了摩擦力后，不管以后是改变沙子和小 桶的质量还是改变小车和砝码的质量，都不需要重新平衡摩擦力 2小车和车上砝码的总质量要远大于沙子和小桶的总质量这样，沙子和小桶的总 重力才可视为小车受到的拉力 3每次实验时，小车应尽量靠近打点计时器(或尽量远离带滑轮的一端)，并应先接 通电源，再放开小车，且在小车到达滑轮前用手按住小车，以免小车撞击滑轮 4作图像时，要

3、使尽可能多的点在所作的直线上，不在直线上的点应尽可能对称分 布在所作直线的两侧，个别偏差很大的点应舍去 (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_ 针对训练1-1：在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，下列说法正确的是( ) A平衡摩擦力时，小桶应用细线通过定滑轮系在小车上，但小桶内不能装砂 B实验中应始终保持小车和砝码的质量远远大于砂和小桶的质量 C实验中如用纵坐标表示加速度，用横坐标表示小车和车内砝码的总质量，描出相 应的点在一条直线上时，即可证明加速度与质量成反

4、比 D平衡摩擦力时，小车后面的纸带必须连好，因为运动过程中纸带也要受到阻力 答案：BD. 答案：(1)0.16(0.15也算对)(2)图见解析 (3)未计入砝码盘的重力 答案：见解析 针对训练3-1：在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，关于平衡摩擦力的说 法中正确的是() A“平衡摩擦力”的本质就是让小车受到的摩擦力为零 B“平衡摩擦力”的本质就是使小车所受的重力沿斜面方向的分力与所受到的摩擦 阻力相平衡 C“平衡摩擦力”的目的就是要使小车所受的合力等于所挂砝码通过细绳和滑轮对 小车施加的拉力 D“平衡摩擦力”是否成功，可根据小车拖动的由打点计时器打出的纸带上的点迹 间距是否均匀而确定

5、解析：小车运动过程中受的阻力是永恒存在的，无法使之为零，故A项错误；要使小 车匀速下滑，小车重力沿斜面的分力“mgsin ”应与摩擦阻力f相平衡，从而使小车所 受的合力等于所挂钩码通过细绳和滑轮对小车施加的拉力，故B、C、D正确 答案：BCD 1.(2010年上海市模拟)在研究物体的“加速度、作用力和质量”三个物理量的关系时， 我们用实验研究了小车“在质量一定的情况下，加速度和作用力的关系”；又研究 了“在作用力一定的情况下，加速度和质量之间的关系”这种研究物理问题的科 学方法是(B) A建立理想模型的方法 B控制变量法 C等效替代法 D类比法 解析：在研究一个物理量与多个物理量之间的变化关系

6、时，我们先设定其他物理量 不变，而去研究一个物理量与另一物理量的关系，这种方法就是控制变量法，故选 B. 2在利用打点计时器探究加速度与力、质量关系的实验中，以下做法正确的是(B ) 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每次改变小车的质量时，不需要重新平衡摩擦力 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，对探究过程也不会产生影 响 解析：平衡摩擦力时，不把悬挂重物用细绳通过定滑轮系在小车上，即不对小车施加 拉力在木板无滑轮的一端下面垫一薄木块，反复移动其位置，直到拖在小车后面的 纸带上打出的点距均匀为止设木板的倾角为，则平衡摩擦力后有

7、mgsin mgcos ，即arctan ，与小车的质量无关，故每次改变小车的质量时，不需要重新平衡 摩擦力实验时，应先接通电源，待打点计时器工作稳定后再放开小车实验要求重 物的质量远小于小车的质量，因为只有这样，重物的重力才近似等于细绳对小车的拉 力 解析：(甲)图说明拉力为零时就有加速度说明合外力不为零，平衡摩擦力时长木 板倾角过大，A正确；(乙)图说明拉力一定，质量非常大时，加速度仍不接近零，说 明木板的倾角过大，B错；(丙)图中开始拉力较小时没有加速度，说明未平衡摩擦力 或没有完全平衡摩擦力，木板倾角过小，C错；(丁)图中拉力一定，质量较大时加 速度为零，说明未平衡摩擦力或没有完全平衡

8、摩擦力，木板倾角过小，D对 4在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，备有下列器材： A电火花计时器；B.天平；C.秒表；D.交流电源；E.电池；F.纸带；G.细绳、砝码、滑 块(可骑在气垫导轨上)；H.气垫导轨(一端带定滑轮)；I.毫米刻度尺；J.小型气泵 (1)实验中应选用的器材有 _； 实验的研究对象是_ (2)本实验分两大步骤进行： _； _. 解析：根据原理想步骤，根据步骤想器材 本实验的重点是：在m一定时，根据在不同力作用下打出的纸带，求出加速度； F一定时，根据在不同质量条件下打出的纸带，求出加速度，故只要明确电火花 计时器及气垫导轨的工作条件，则不难将器材选出 答案：(1)A、B、D、F、G、H、I、J骑在气垫导轨上的滑块 (2)研究a与F的关系