第三章实验四验证牛顿运动定律

1、 方法：控制变量法 先确定m，研究a与F的关系； 再确定F，研究a与m的关系。 验证牛顿第二定律实验（回顾） 方案一：方案一：小车、打点计时器、纸带、小车、打点计时器、纸带、一端一端 带滑轮的带滑轮的长木板、细线、砝码、钩码、刻长木板、细线、砝码、钩码、刻 度尺、天平为器材，研究小车运动。度尺、天平为器材，研究小车运动。 钩码的总重力 G当作小车受 到的拉力F 从打点计时器打 出的纸带计算出 小车的加速度a 用天平测出 小车的质量m 验证牛顿第二定律验证牛顿第二定律 实验实验5 实验器材：实验器材： 打点计时器、打点计时器、低压交流电源低压交流电源、刻、刻 度尺、纸带、复写纸、导线、附有滑轮的

2、长木度尺、纸带、复写纸、导线、附有滑轮的长木 板、天平、板、天平、砂和砂桶砂和砂桶、小车、若干砝码。、小车、若干砝码。 原理： 平衡摩擦力：适当垫高长木板不带滑 轮的一端，使小车刚好匀速下滑。 *实验前必须平衡摩擦力。平衡摩擦力时小车前实验前必须平衡摩擦力。平衡摩擦力时小车前 不能和砂桶相连，但小车后必须带纸带。摩擦力不能和砂桶相连，但小车后必须带纸带。摩擦力 一但平衡后，木板的倾角不变。不需要多次操作一但平衡后，木板的倾角不变。不需要多次操作 *只有小车和小车上的砝码的总质量只有小车和小车上的砝码的总质量M远大于砂远大于砂 和砂桶的总质量和砂桶的总质量m时，才能认为细线对小车的时，才能认为细

3、线对小车的 拉力大小拉力大小F等于砂和砂桶的总重量等于砂和砂桶的总重量mg。 当mM时, 即小车的合外力近似为砂和砂桶的 重力mg。 *实验前要调整滑轮的高度使拉小车的细线与实验前要调整滑轮的高度使拉小车的细线与 木板平行。木板平行。 注意事项 几位同学的实验数据: 车m = 186.7g（固定） 数 据 F（N）a（m/s2） 10.050.268 20.0830.435 30.1150.616 40.180.964 表一： 表二： 几位同学的实验数据: F = 0.05N（固定） 数 据 m(g)1/ma（m/s2） 1 186.7 0.00540.268 2 236.7 0.00420.

4、211 3 286.7 0.00350.174 4 336.70.0030.149 验证牛顿第二定律实验（数据） 0 0.05 0.1 0.15 0.20 1.4 1.2 1.0 0.8 0.6 0.4 0.2 a F(N) 0 100 200 300 400 0.35 0.30 0.25 0.20 0.15 0.10 0.05 m/g 0 0.001 0.002 0.003 0.004 0.005 0.35 0.30 0.25 0.20 0.15 0.10 0.05 1/m a F o a F o a F o a 1/M o 例：下列各图产生误差的原因是什么？例：下列各图产生误差的原因是什么

5、？ 无误差无误差没有平衡摩擦力；没有平衡摩擦力； 或平衡摩擦力时倾角太小或平衡摩擦力时倾角太小 平衡摩擦力时倾角太大平衡摩擦力时倾角太大没有满足没有满足Mm 进一步交流、讨论进一步交流、讨论 气垫导轨装置 教学流程设计教学流程设计 你是否还有其他的探究方案？你是否还有其他的探究方案？ 一、实验目的一、实验目的 1学会用控制变量法研究物理规律学会用控制变量法研究物理规律 2验证牛顿第二定律验证牛顿第二定律 3掌握利用图象处理数据的方法掌握利用图象处理数据的方法 二、实验原理二、实验原理 探究加速度探究加速度a与力与力F及质量及质量M的关系时，应用的基本方的关系时，应用的基本方 法是控制变量法，即

6、先控制一个参量法是控制变量法，即先控制一个参量小车的质量小车的质量M不不 变，讨论加速度变，讨论加速度a与力与力F的关系，再控制砝码和小盘的质量的关系，再控制砝码和小盘的质量 不变，即力不变，即力F不变，改变小车质量不变，改变小车质量M，讨论加速度，讨论加速度a与与M的关的关 系系 三、实验器材三、实验器材 打点计时器、纸带、复写纸片、小车、一端附有定滑打点计时器、纸带、复写纸片、小车、一端附有定滑 轮的长木板，小盘、砝码、夹子、细绳、低压交流电源、轮的长木板，小盘、砝码、夹子、细绳、低压交流电源、 导线、天平导线、天平(带有一套砝码带有一套砝码)、刻度尺、刻度尺 四、实验步骤四、实验步骤 1

7、用天平测出小车和小盘的质量用天平测出小车和小盘的质量M和和M，把数值记录下，把数值记录下 来来 2按照如图实按照如图实41所示装置把实验器材安装好，只是不所示装置把实验器材安装好，只是不 把悬挂小盘的细线系在小车上把悬挂小盘的细线系在小车上(即不给小车加牵引力即不给小车加牵引力) 图实图实41 3平衡摩擦力：在长木板的不带定滑轮的一端下面垫上平衡摩擦力：在长木板的不带定滑轮的一端下面垫上 一块薄木块，反复移动木板的位置，直至小车在斜面一块薄木块，反复移动木板的位置，直至小车在斜面 上运动时可以保持上运动时可以保持匀速运动状态，匀速运动状态，这时小车拖着纸带这时小车拖着纸带 运动时受到的摩擦力恰

8、好与小车所受重力在斜面方向运动时受到的摩擦力恰好与小车所受重力在斜面方向 上的分力平衡上的分力平衡 4把细绳系在小车上并绕过滑轮悬挂小盘，把细绳系在小车上并绕过滑轮悬挂小盘，先接通先接通电源电源 再放开再放开小车，打点计时器在纸带上打下一系列的小车，打点计时器在纸带上打下一系列的 点打点完成点打点完成后切断后切断电源，取下纸带，在纸带上标上电源，取下纸带，在纸带上标上 纸带号码纸带号码 5保持小车及车内砝码的质量不变，在小盘内放入质量为保持小车及车内砝码的质量不变，在小盘内放入质量为 m的砝码，重复步骤的砝码，重复步骤4.在小盘内分别放入质量为在小盘内分别放入质量为m， m，的砝码，再重复步骤

9、的砝码，再重复步骤4.m，m，m的数值的数值 都要记录在纸带上都要记录在纸带上(或表格内或表格内) 6在每条纸带上都选取一段比较理想的部分，标明计数点，在每条纸带上都选取一段比较理想的部分，标明计数点， 测量计数点间的距离，算出每条纸带上的加速度的值测量计数点间的距离，算出每条纸带上的加速度的值 7用纵坐标表示加速度，横坐标表示力，根据实验结果在用纵坐标表示加速度，横坐标表示力，根据实验结果在 坐标平面上画出相应的点若这些点在一条直线上，便证坐标平面上画出相应的点若这些点在一条直线上，便证 明了加速度与作用力成正比明了加速度与作用力成正比 8保持砝码和小盘的质量不变，在小车上依次加砝码保持砝码

10、和小盘的质量不变，在小车上依次加砝码(也也 需作好记录需作好记录)，重复上述步骤，用纵坐标表示加速度，重复上述步骤，用纵坐标表示加速度a， 横坐标表示小车砝码总质量的倒数，在坐标平面上根据横坐标表示小车砝码总质量的倒数，在坐标平面上根据 实验结果画出相应的点，如果这些点是在一条直线上，实验结果画出相应的点，如果这些点是在一条直线上， 就证明加速度与质量成反比就证明加速度与质量成反比 五、数据处理五、数据处理 1把小车在不同力作用下产生的加速度填在下表中：把小车在不同力作用下产生的加速度填在下表中： 实验次数实验次数加速度加速度a/(ms 2) 小车受力小车受力F/N 1 2 3 4 由以上数据

11、画出它的由以上数据画出它的aF关系关系 图象如图实图象如图实42所示通过所示通过 aF关系图象，我们可以得出关系图象，我们可以得出 小车的加速度小车的加速度a与力与力F成正比成正比 图实图实42 2把不同质量的小车在相同力作用下产生的加速度填在下把不同质量的小车在相同力作用下产生的加速度填在下 表中：表中： 实验次数实验次数加速度加速度a/(ms 2) 小车质量小车质量M/kg 1 2 3 4 六、注意事项六、注意事项 1一定要做好一定要做好平衡摩擦力平衡摩擦力的工作，也就是调出一个合适的的工作，也就是调出一个合适的 斜面，使小车的重力沿着斜面方向的分力正好平衡小车受斜面，使小车的重力沿着斜面

12、方向的分力正好平衡小车受 的摩擦阻力在平衡摩擦力时，不要把悬挂重物的细线系的摩擦阻力在平衡摩擦力时，不要把悬挂重物的细线系 在小车上，即不要给小车加任何牵引力，并要让小车拖着在小车上，即不要给小车加任何牵引力，并要让小车拖着 打点的纸带运动打点的纸带运动 2实验步骤实验步骤2、3不需要重复，即整个实验平衡了摩擦力后，不需要重复，即整个实验平衡了摩擦力后， 不管以后是改变重物质量，还是改变小车和砝码的总质量，不管以后是改变重物质量，还是改变小车和砝码的总质量， 都都不需要重新平衡摩擦力不需要重新平衡摩擦力 3每条纸带必须在满足小车与车上所加砝码的总质量每条纸带必须在满足小车与车上所加砝码的总质量

13、远大于远大于 重物质量的条件下打出只有如此，重物重力才可视为重物质量的条件下打出只有如此，重物重力才可视为 小车受到的拉力小车受到的拉力 4改变拉力和小车质量后，每次开始时小车应改变拉力和小车质量后，每次开始时小车应尽量靠近尽量靠近打点打点 计时器，并应先接通电源，再放开小车，且应在小车到计时器，并应先接通电源，再放开小车，且应在小车到 达滑轮前按住小车达滑轮前按住小车 5作图象时，要使尽可能多的点在所作直线上，不在直线上作图象时，要使尽可能多的点在所作直线上，不在直线上 的点应尽可能对称分布在所作直线两侧的点应尽可能对称分布在所作直线两侧 6作图时两轴标度比例要选择适当各量作图时两轴标度比例

14、要选择适当各量须采用国际单须采用国际单 位位这样作图线时，坐标点间距不至于过密，误差会小这样作图线时，坐标点间距不至于过密，误差会小 些些 7为提高测量精度，可以采取下列措施：为提高测量精度，可以采取下列措施： (1)应舍掉纸带上开头比较密集的点，在后边便于测量的应舍掉纸带上开头比较密集的点，在后边便于测量的 地方地方 找一个起点找一个起点 (2)可以把每打五次点的时间作为时间单位，即从开始点可以把每打五次点的时间作为时间单位，即从开始点 起，每隔四个点标出一个计数点，而相邻计数点间的时起，每隔四个点标出一个计数点，而相邻计数点间的时 间间隔为间间隔为T0.1秒秒 七、误差分析七、误差分析 1

15、质量的测量误差，纸带上打点计时器打点间隔距离的测量误质量的测量误差，纸带上打点计时器打点间隔距离的测量误 差，拉线或纸带不与木板平行等都会造成误差差，拉线或纸带不与木板平行等都会造成误差 2因实验原理不完善造成误差：本实验中用重物的重力代替小因实验原理不完善造成误差：本实验中用重物的重力代替小 车受到的拉力车受到的拉力(实际上小车受到的拉力要小于重物的重力实际上小车受到的拉力要小于重物的重力)， 存在系统误差重物质量越接近小车的质量，误差就越大；存在系统误差重物质量越接近小车的质量，误差就越大； 反之，重物质量越小于小车的质量，误差就越小反之，重物质量越小于小车的质量，误差就越小 3平衡摩擦力

16、不准造成误差：在平衡摩擦力时，除了不挂重物平衡摩擦力不准造成误差：在平衡摩擦力时，除了不挂重物 外，其他的都跟正式实验一样外，其他的都跟正式实验一样(比如要挂好纸带、接通打点比如要挂好纸带、接通打点 计时器计时器)，匀速运动的标志是打点计时器打出的纸带上各点的，匀速运动的标志是打点计时器打出的纸带上各点的 距离相等距离相等 八、实验改进八、实验改进 本实验中可以用气垫导轨来代替长木板，这样就省去了本实验中可以用气垫导轨来代替长木板，这样就省去了 平衡小车摩擦力的麻烦，小车的加速度也可以利用传感器，平衡小车摩擦力的麻烦，小车的加速度也可以利用传感器， 借助于计算机来处理借助于计算机来处理 变式变

17、式1为验证小车的质量为验证小车的质量M不变时加速度不变时加速度a与作用与作用 力力F的关系时，共有四组小车的质量的关系时，共有四组小车的质量M及钩码的质及钩码的质 量量m做实验若其他操作都正确，那么小薇利用下做实验若其他操作都正确，那么小薇利用下 列数据哪一组实验画出的列数据哪一组实验画出的aF图线较准确图线较准确_ AM500g，m分别为分别为50g、70g、100g、125g BM500g，m分别为分别为20g、30g、40g、50g CM200g，m分别为分别为50g、70g、100g、125g DM200g，m分别为分别为30g、40g、50g、60g B 主题一、实验装置的安装和调试

18、主题一、实验装置的安装和调试 变式变式2（2014，广州调研）利用力传感器研究，广州调研）利用力传感器研究 “加速度与合外加速度与合外 力的关系力的关系”的实验装置如图下列关于该实验的说法，错误的是的实验装置如图下列关于该实验的说法，错误的是 _（选填选项前的字母）（选填选项前的字母） A做实验之前必须平衡摩擦力做实验之前必须平衡摩擦力 B小车的质量必须比所挂钩码的质量大得多小车的质量必须比所挂钩码的质量大得多 C应调节定滑轮的高度使细线与木板平行应调节定滑轮的高度使细线与木板平行 D实验开始的时候，小车最好距离打点计时器远一点实验开始的时候，小车最好距离打点计时器远一点 BD 主题一、实验装

19、置的安装和调试主题一、实验装置的安装和调试 主题二、控制变量及图象法的运用主题二、控制变量及图象法的运用 例题例题2为了验证为了验证“当质量一定时，物体的加速度与它当质量一定时，物体的加速度与它 所受的合外力成正比所受的合外力成正比”一组同学用图一组同学用图 (甲甲)所示的装置所示的装置 进行实验，并将得到的实验数据描在图进行实验，并将得到的实验数据描在图(乙乙)所示的坐标所示的坐标 图中图中 (1)在图在图(乙乙)中作出中作出aF图线图线 图图(甲甲) 图图(乙乙) 主题二、控制变量及图象法的 运用 (2)由由aF图线可以发现，该组同学实验操作中遗漏了图线可以发现，该组同学实验操作中遗漏了

20、_这个步骤这个步骤 (3)根据根据aF图线可以求出系统的质量是图线可以求出系统的质量是_；小车和；小车和 纸带所受阻力大小约为纸带所受阻力大小约为_(保留两位有效数字保留两位有效数字) 平衡摩擦力平衡摩擦力 0.29kg(0.29kg(0.01)0.01) 0.12N0.12N 图图(甲甲) 图图(乙乙) 主题二、控制变量及图象法的 运用 例题2典型的不规范或错误作图案例 案例(甲)：在徒手画线，所得图线没有任何 参考价值； 案例(乙)：没有对偏差太大的点进行剔除， 画成折线，从而无法从中得到结论； 案例(丙)：有对偏差太大的点剔除，但画线 仅局限于描点区域，没有将图线延长，存在 欠缺 案例(

21、甲)：在徒手画线，所得图线没有任何参考价值； 案例案例 (甲甲) 案例案例 (乙乙) 案例案例 (丙丙) 变式变式3 用例题用例题2中的图中的图 (甲甲)所示的实验装置来验所示的实验装置来验 证牛顿第二定律证牛顿第二定律 图图 (乙乙) 为消除摩擦力的影响，实验前平衡摩擦力的具体操作为消除摩擦力的影响，实验前平衡摩擦力的具体操作 为：取下为：取下_，把木板不带滑轮的一端适当垫高并，把木板不带滑轮的一端适当垫高并 反复调节，直到轻推小车后，小车能沿木板做反复调节，直到轻推小车后，小车能沿木板做_ 运动运动 主题二、控制变量及图象法的运用主题二、控制变量及图象法的运用 图图(甲甲) 砂桶砂桶 匀速

22、直线匀速直线 变式3 图图 (乙乙) 主题二、控制变量及图象法的运用主题二、控制变量及图象法的运用 图图(甲甲) 0.30 实验中某次实验测得的数据如上表所示根据这些实验中某次实验测得的数据如上表所示根据这些 数据在坐标图数据在坐标图 (乙乙)中描点并作出中描点并作出a 1/m图线从图线从a 1/m图线求得合外力大小为图线求得合外力大小为_ N(计算结果保留两位有计算结果保留两位有 效数字效数字) 例题例题3、图（甲）为验证牛顿第二定律的实验装置示意图。图（甲）为验证牛顿第二定律的实验装置示意图。 图中打点计时器的电源为图中打点计时器的电源为50Hz的交流电源，打点的时间间的交流电源，打点的时

23、间间 隔用隔用t表示。在小车质量未知的情况下，某同学设计了一表示。在小车质量未知的情况下，某同学设计了一 种方法用来研究种方法用来研究“在外力一定的条件下，物体的加速度与在外力一定的条件下，物体的加速度与 其质量间的关系其质量间的关系”。 （1）完成下列实验步骤中的填空：）完成下列实验步骤中的填空： 平衡小车所受的阻力：小吊盘中不放物块，调整木板右平衡小车所受的阻力：小吊盘中不放物块，调整木板右 端的高度，用手轻拨小车，直到打点计时器打出一系列端的高度，用手轻拨小车，直到打点计时器打出一系列 _ 的点；的点； 按住小车，在小吊盘中放入适当质量的物块，在小车中按住小车，在小吊盘中放入适当质量的物

24、块，在小车中 放入砝码；放入砝码； 间距相等间距相等 先接通打点计时器电源，再释放小车，获得带有点迹的先接通打点计时器电源，再释放小车，获得带有点迹的 纸带，在纸带上标出小车中砝码质量纸带，在纸带上标出小车中砝码质量m； 按住小车，改变小车中砝码的质量，重复步骤；按住小车，改变小车中砝码的质量，重复步骤； 在每条纸带上清晰的部分，每在每条纸带上清晰的部分，每5个间隔标注一个计数点。个间隔标注一个计数点。 测量相邻计数点的间距测量相邻计数点的间距s1、s2、。求出与不同。求出与不同m相对应的相对应的 加速度加速度a； 以砝码的质量以砝码的质量m为横坐标、为纵坐标，在坐标纸上做出为横坐标、为纵坐标

25、，在坐标纸上做出 关系图线。若加速度与小车和砝码的总质量成反比，则与关系图线。若加速度与小车和砝码的总质量成反比，则与 m间应成间应成_关系（填关系（填“线性线性”或或“非线性非线性”）。）。 线性线性 （2）完成下列填空：）完成下列填空： 本实验中，为了保证在改变小车中砝码的质量时，小车本实验中，为了保证在改变小车中砝码的质量时，小车 所受的拉力近似不变，小吊盘和盘中物块的质量之和应满所受的拉力近似不变，小吊盘和盘中物块的质量之和应满 足的条件是足的条件是_ 。 设纸带上三个相邻计数点的间距为设纸带上三个相邻计数点的间距为s1、s2、s3。a可用可用s1、 s3和和t表示为表示为a=_。 远

26、小于远小于m 图（丙）为所得实验图线的示意图。设图中直线的斜图（丙）为所得实验图线的示意图。设图中直线的斜 率为率为k，在纵轴上的截距为，在纵轴上的截距为b，若牛顿定律成立，则小车受，若牛顿定律成立，则小车受 到的拉力为到的拉力为_，小车的质量为，小车的质量为_。 主题三、实验原理的拓展应用主题三、实验原理的拓展应用 评卷现场观摩 卷例（2012，广东四校 联考）某同学采用如图 (甲)所示的装置探究小车的加速度与所受合力的 关系： 图图(甲甲) (1)实验时，把纸带穿过打点计时器的限位孔，用细线连接小实验时，把纸带穿过打点计时器的限位孔，用细线连接小 车和砂桶，用手拉动纸带的另一端，将小车拉到

27、打点计时器附车和砂桶，用手拉动纸带的另一端，将小车拉到打点计时器附 近，然后先近，然后先_，再，再_，小车拖动纸，小车拖动纸 带，打点计时器在纸带上打下一系列点，关闭打点计时器电源；带，打点计时器在纸带上打下一系列点，关闭打点计时器电源； 图图(乙乙) 放开纸带放开纸带接通打点计时器电源接通打点计时器电源 卷例卷例某同学采用如图某同学采用如图(甲甲)所示的装置探究小车的加速度与所所示的装置探究小车的加速度与所 受合力的关系：受合力的关系： 评卷现场观摩 图图(乙乙) 评卷现场观摩 【误区误区】 调研答卷，有以下常见错答或不妥：调研答卷，有以下常见错答或不妥： (1)第第空：空： (2)第空：

28、“放开砂桶放开砂桶” “释放小车释放小车” “放开手放开手” “轻推小车轻推小车” “让小车自由下滑让小车自由下滑” 描述不对：没有看描述不对：没有看 清题示清题示“用手拉动用手拉动 纸带的另一端纸带的另一端” 措施不对：不可以措施不对：不可以 推动小车；小车并推动小车；小车并 不是自由下滑不是自由下滑 评卷现场观摩 【误区误区】 (2)第空：第空： “消除摩擦力消除摩擦力” “克服摩擦力克服摩擦力” “平衡磨擦力平衡磨擦力” 使长木板倾斜，让小使长木板倾斜，让小 车下滑力与阻力平衡，车下滑力与阻力平衡， 但阻力仍存在但阻力仍存在 表述不对表述不对 错别字！错别字！ (2)第第空：空： m M

29、 mM 对砂桶和砂总质量与对砂桶和砂总质量与 小车质量满足的关系小车质量满足的关系 认识不准认识不准 评卷现场观摩 【误区误区】 (2)第空： (3) 0.63 0.65 0.641 计算不准确，或计算不准确，或 有效数字不符！有效数字不符！ 1 1. .用如图用如图6 61(1(甲甲) )所示的实验装置来验证牛顿第二定律，为消除摩所示的实验装置来验证牛顿第二定律，为消除摩 擦力的影响，实验前必须平衡摩擦力擦力的影响，实验前必须平衡摩擦力 (1)(1)某同学平衡摩擦力时是这样操作的：将小车静止地放在水平长某同学平衡摩擦力时是这样操作的：将小车静止地放在水平长 木板上，把木板不带滑轮的一端慢慢垫

30、高，如图木板上，把木板不带滑轮的一端慢慢垫高，如图6 61(1(乙乙) )，直到小，直到小 车由静止开始沿木板向下滑动为止请问这位同学的操作是否正确？车由静止开始沿木板向下滑动为止请问这位同学的操作是否正确？ 如果不正确，应当如何进行？如果不正确，应当如何进行？ 答答:_:_ _._. 该同学的操作不正确，正确的操作应该为给小车一个瞬时初速该同学的操作不正确，正确的操作应该为给小车一个瞬时初速 度，小车能够匀速下滑度，小车能够匀速下滑 (2 2)如果这位同学先如(1 1)中的操作，然后不断改变对小车的拉 力F F，他得到M M(小车质量)保持不变情况下的a aF F图线是图6 62 2 中的_

31、(将选项代号的字母填在横线上) 课外演练课外演练 C 2 2. .用图甲所示的装置做用图甲所示的装置做“验证牛顿第二定律验证牛顿第二定律”的实验的实验 为了减小长木板对小车摩擦力的影响，为了减小长木板对小车摩擦力的影响， 必须在长木板必须在长木板_(_(填填“远离远离”或或“靠靠 近近”)”)滑轮的一端下面垫一块木板，反复滑轮的一端下面垫一块木板，反复 移动木板的位置，直至小车能单独在长木移动木板的位置，直至小车能单独在长木 板上做板上做_运动运动 为了验证小车的加速度与其质量的定量为了验证小车的加速度与其质量的定量 关系，必须采用关系，必须采用_法法 保持小车受力不变，测量不同质量的小保持小

32、车受力不变，测量不同质量的小 车在这个力作用下的加速度某次实验中车在这个力作用下的加速度某次实验中 打出如图打出如图6 62 2乙所示的纸带乙所示的纸带( (打点计时器电源的频率为打点计时器电源的频率为50Hz)50Hz)，则这，则这 个加速度值个加速度值a a _m/s_m/s2 2. . 课外演练课外演练 远离 匀速直线 变量控制 0.8（或0.80） 某同学把实验得到的几组数据画成图丙的a am m图象，为了更直观 描述物体的加速度跟其质量的关系，请你根据他的图象在图6 63 3丁 中画出a a1/m图象 课外演练课外演练 3.(1)若保持砂和砂桶质量m不变，改变小车质量M，分别得到小车

33、 加速度a与质量M及对应的数据如表1所示 表1 1小车加速度随质量改变而变化数据 次数12345 小车加速度a/(ms1)1.98 1.48 1.00 0.67 0.50 小车质量M/kg0.25 0.33 0.50 0.75 1.00 质量倒数/kg14.00 3.00 2.00 1.33 1.00 根据表1数据，为直观反映F不变时a与M的关系，请在图64所示 的方格坐标纸中选择恰当的物理量建立坐标系，并作出图线从图 线中得到F不变时，小车加速度a与质量M之间存在的关系_ _ (2) )某同学在探究某同学在探究a a与与F F的关系时，把砂和砂桶的总重力当作小车的的关系时，把砂和砂桶的总重力

34、当作小车的 合外力合外力F F，作出，作出a aF F图线如图图线如图6 65 5 所示，试分析图线不过原点的原所示，试分析图线不过原点的原 因是因是_，图线上部弯曲的原因是，图线上部弯曲的原因是 _ (3)(3)在这个实验中，为了探究两个物理量之间的在这个实验中，为了探究两个物理量之间的 关系，要保持第三个物理量不变，这种探究方关系，要保持第三个物理量不变，这种探究方 法叫做法叫做_法法 平衡摩擦力时木板倾角太大 没有满足砂和砂桶的总质量远小于小车质量M 控制变量 4. .某试验小组验证牛顿运动定律，实验装置如图某试验小组验证牛顿运动定律，实验装置如图6 67 7所示他们用所示他们用 不可伸

35、长的细线将其通过一个定滑轮与钩码相连；小车后面固定不可伸长的细线将其通过一个定滑轮与钩码相连；小车后面固定 打点计时器，通过拴在小车上的纸带，可测量小车匀加速运动的速打点计时器，通过拴在小车上的纸带，可测量小车匀加速运动的速 度与加速度度与加速度 (1)(1)实验小组为了解决小车所受到的实验小组为了解决小车所受到的 合外力，把带有滑轮的长木板左端垫合外力，把带有滑轮的长木板左端垫 高，轻推小车，使小车在没有牵引的高，轻推小车，使小车在没有牵引的 情况下拖着纸带以一定的初速度沿木情况下拖着纸带以一定的初速度沿木 板运动，打点计时器在纸带打出一行板运动，打点计时器在纸带打出一行 小点，若观察到小点

36、，若观察到_，则说明摩擦力和小车，则说明摩擦力和小车 重力沿木板向下的分力平衡除满足上面操作要求外，还需要满足重力沿木板向下的分力平衡除满足上面操作要求外，还需要满足 _情况下，小车所受到的拉力才等于钩情况下，小车所受到的拉力才等于钩 码总重力码总重力 纸带上打点点迹分布均匀 小车质量远大于钩码总质量 （2）（）（2014，广州调研）利用力传感器研究，广州调研）利用力传感器研究 “加速度与合外力的加速度与合外力的 关系关系”的实验装置如图甲的实验装置如图甲 下列关于该实验的说法，错误的是下列关于该实验的说法，错误的是_（选填选项前的字母）（选填选项前的字母） A做实验之前必须平衡摩擦力做实验之

37、前必须平衡摩擦力 B小车的质量必须比所挂钩码的质量大得多小车的质量必须比所挂钩码的质量大得多 C应调节定滑轮的高度使细线与木板平行应调节定滑轮的高度使细线与木板平行 D实验开始的时候，小车最好距离打点计时器远一点实验开始的时候，小车最好距离打点计时器远一点 BD 从实验中挑选一条点迹清晰的纸带，每从实验中挑选一条点迹清晰的纸带，每5个点取一个计数点，用个点取一个计数点，用 刻度尺测量计数点间的距离如图乙所示，已知打点计时器所用电源刻度尺测量计数点间的距离如图乙所示，已知打点计时器所用电源 的频率为的频率为50Hz 从图中所给的刻度尺上读出从图中所给的刻度尺上读出A、B两点间的距离两点间的距离s

38、1 =_cm；该；该 小车的加速度小车的加速度a =_m/s2（计算结果保留两位有效数字），实验（计算结果保留两位有效数字），实验 中纸带的中纸带的_（填（填“左左”或或“右右”）端与小车相连接）端与小车相连接 0.70 0.20 左左 5（2013，天津高考）某实验小组利用图示的装置探究加速度与，天津高考）某实验小组利用图示的装置探究加速度与 力、质量的关系力、质量的关系 下列做法正确的是下列做法正确的是 （填字母代号）（填字母代号） A调节滑轮的高度，使牵引木块的细绳与长木板保持平行；调节滑轮的高度，使牵引木块的细绳与长木板保持平行； B在调节木板倾斜度平衡木块受到的滑动摩擦力时，将装有砝

39、码在调节木板倾斜度平衡木块受到的滑动摩擦力时，将装有砝码 的砝码桶通过定滑轮拴木块上；的砝码桶通过定滑轮拴木块上； C实验时，先放开木块再接通打点计时器的电源；实验时，先放开木块再接通打点计时器的电源； D通过增减木块上的砝码改变质量时，不需要重新调节木板倾斜通过增减木块上的砝码改变质量时，不需要重新调节木板倾斜 度度 为使砝码桶及桶内砝码的总重力为使砝码桶及桶内砝码的总重力 在数值上近似等于木块运动时受到在数值上近似等于木块运动时受到 的拉力，应满足的条件是砝码桶及的拉力，应满足的条件是砝码桶及 桶内砝码的总质量桶内砝码的总质量 木块和木木块和木 块上硅码的总质量（填远大于，远块上硅码的总质

40、量（填远大于，远 小于，或近似于）。小于，或近似于）。 AD 远小于远小于 甲、乙两同学在同一实验室，各取一套图示的装置放在水平桌面甲、乙两同学在同一实验室，各取一套图示的装置放在水平桌面 上，木块上均不放砝码，在没有平衡摩擦力的情况下，研究加速度上，木块上均不放砝码，在没有平衡摩擦力的情况下，研究加速度 a与拉力与拉力F的关系，分别得到图中甲、乙两条直线。设甲、乙用的木的关系，分别得到图中甲、乙两条直线。设甲、乙用的木 块质量分别为块质量分别为m甲 甲、 、m乙 乙，甲、乙用的木块与木板间的动摩擦因数分 ，甲、乙用的木块与木板间的动摩擦因数分 别为别为甲 甲， ，乙 乙，由图可知， ，由图可

41、知，m甲 甲 m乙乙 甲甲 乙乙（填 （填“大于大于”、 “小于小于”或或“等于等于”) 小于小于 大于大于 例例1在验证牛顿第二定律的实验在验证牛顿第二定律的实验 中，采用如图实中，采用如图实44所示的实验所示的实验 装置，小车及车中砝码的质量用装置，小车及车中砝码的质量用M 表示，盘及盘中砝码的质量用表示，盘及盘中砝码的质量用m表表 图实图实44 示，小车的加速度可由小车后拖动的纸带由打点计时器打上示，小车的加速度可由小车后拖动的纸带由打点计时器打上 的点计算出的点计算出 (1)当当M与与m的大小关系满足的大小关系满足_时，才可以认为绳对小时，才可以认为绳对小 车的拉力大小等于盘及盘中砝码

42、的重力车的拉力大小等于盘及盘中砝码的重力 实验原理和实验误差的分析实验原理和实验误差的分析 (2)一同学在做加速度与质量的关系实验时，保持盘及盘中一同学在做加速度与质量的关系实验时，保持盘及盘中 砝码的质量一定，改变小车及车中砝码的质量，测出相应砝码的质量一定，改变小车及车中砝码的质量，测出相应 的加速度，采用图象法处理数据为了比较容易地确定出的加速度，采用图象法处理数据为了比较容易地确定出 加速度加速度a与质量与质量M的关系，应该作的关系，应该作a与与_的图象的图象 (3)如图实如图实45(a)所示为甲同学根据测量数据作出的所示为甲同学根据测量数据作出的aF 图线，说明实验存在的问题是图线，

43、说明实验存在的问题是_ 图实图实45 (4)乙、丙同学用同一装置做实验，画出了各自得到的乙、丙同学用同一装置做实验，画出了各自得到的aF图图 线如图实线如图实45(b)所示，两个同学做实验时的哪一个物理量所示，两个同学做实验时的哪一个物理量 取值不同？取值不同？ 答案答案(1)Mm(2)1/M (3)没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不够没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不够 (4)小车及车上的砝码的总质量不同小车及车上的砝码的总质量不同 实验数据的处理实验数据的处理 例例2某实验小组利用如图实某实验小组利用如图实46甲所示的实验装置来探甲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 系系 图实图实46 (1)由图甲中刻度尺读出两个光电门中心之间的距离由图甲中刻度尺读出两个光电门中心之间的距离s24 cm， 由图乙中游标卡尺测得遮光条的宽度由图乙中游标卡尺测得遮光条的宽度d_ cm.该实验该实验 小组在做实验时，将滑块