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探究加速度与力、质量的关系,1,（一）实验探究：,1、实验方法 ：,2、实验数据分析方 法 ：,画出a-F和a-1/m的图像,2,问题1,如何测量加速度？,问题2,如何测量小车受到的拉力？,问题3,如何减小摩擦力的影响？,方案一：,3,问题4、绳子的拉力等于钩码的重量吗？ 为什么？,不等于！因为钩码向下加速，所以绳 子的拉力小于钩码的重力。,问题5、什么情况下钩码重力可以近似等于 绳子拉力即小车所受的合外力？,当砝码质量比小车质量小得多时，绳子的拉力近似等于砝码的重力，即小车受到合外力近似等于砝码的重力。,4,（1）用天平测出小车和小盘的质量 M 和m，并把数据记录下来(要求：M m),（2）按实验装置图把实验器材安装好，但不要把悬挂小盘的细绳系在小车上,（3）平衡摩擦力,（4）把细绳系在小车上，并绕过定滑轮，先通电源再放开小车，取下纸带，并标注牵引力,（5）保持小车质量不变，在小盘内放入质量为m1的小物体，重复上述实验,（6）重复上述实验多次后，停止实验，整理器材,5,数据处理,用纵坐标表示加速度 a，横坐标表示牵引力F 作a F 图象,0.20,0.30,0.40,0.50,0.60,0.30,0.10,0.15,0.21,0.26,a F 图象是一条过原点的倾斜直线,a F,6,(2)把不同质量(小车与车内砝码的总质量)的小车在相同力作用下产生的加速度填在下表中：,7,由以上数据画出它的am图象及a 图象，如图 实43甲、乙所示,图实43,通过am和a 关系图象，我们可以得出小车的加速度a与质量m成反比，与质量的倒数 成正比,8,4、注意事项：,1）小桶和砝码的质量要远远小于小车的质量，这样小车受到的拉力才等于砝码的质量,2）要将长木板的一端适当垫高，用小车的重力的分力将摩擦力平衡掉。在平衡摩擦力时，不要把悬挂小盘的细线系在小车上，即不要给小车加任何牵引力，并要让小车拖着打点的纸带运动,3）每次开始时小车应尽量靠近打点计时器，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 4）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,9,方案二：,利用气垫导轨来探究加速度与力、质量的关系,10,图 2 :滑块和挡光片,11,图 3: 光电门,12,13,14,15,方案三：,课本上参考案例中的实验方案,由于两小同时启动、同时停止,故运动时间相同,16,m一定时：,F一定时：,只需验证：,（ ）,（ ）,17,1某学生做“探究加速度与力、质量的关系”的实验在平衡摩擦力时，把长木板的一端垫得过高，使得倾角偏大他所得到的aF关系可用下列哪个图线表示(图中a是小车的加速度，F是细线作用于小车的拉力)( ),练习：,18,2在本实验中，在研究加速度a与小车的质量M的关系时，由于没有注意始终满足Mm的条件，结果得到的图象应下是图中的( ),19,3在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，某同学选用的实验装置如图所示,(1)在水平实验桌上放置一端有定滑轮的长木板，将不带定滑轮的一端适当垫起的目的是_. (2)请指出这位同学实验装置中的三处错误： A_ _；B_； C_。,20,4、在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，按实验要求安装好器材后，应按一定步骤进行实验，下述操作步骤的安排顺序不尽合理，请将合理的顺序填写在下面的横线上：_(填字母代号),A保持重物的质量不变，在小车里加砝码，测出加速度，重复几次 B保持小车质量不变，改变重物的质量，测出加速度，重复几次 C用天平测出小车和重物的质量 D平衡摩擦力，使小车近似做匀速直线运动 E挂上重物，放进砝码，接通打点计时器的电源，放开小车，在纸带上打下一系列的点 F根据测量的数据，分别画出aF和a 图线,DCEABF或DCEBAF.,21,(2009江苏高考)“探究加速度与物体质量、物体 受力的关系”的实验装置如图实44甲所示,图实44,4、,22,(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计时器打点的时间间隔为0.02 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：,23,请根据实验数据作出aF的关系图象,图实45,(3)根据提供的实验数据作出的aF图线不通过原点 请说明主要原因,24,解析 (1)a m/s2 0.16 m/s2或a m/s20.15 m/s2. (2)如图实46所示,图实46,25,(3)小车、砝码盘和砝码组成的系统所受合外力为砝码盘和砝码的总重力，而表中数据漏计了砝码盘的重力，导致合力F的测量值小于真实值，aF图线不过原点,答案 (1)0.16(0.15也算对) (2)见解析 (3)未计入砝码盘的重力,26,7.(2009年台州模拟)如图3410所示，在探究加速度与力、质量的关系的演示实验中，若1、2两个相同的小车所受拉力分别为F1、F2，车中所放砝码的质量分别为m1、m2，打开夹子后经过相同的时间两车的位移分别为x1、x2，则在实验误差允许的范围内，有( ) A当m1m2、F12F2时，x12x2 B当m1m2、F12F2时，x22x1 C当m12m2、F1F2时，x12x2 D当m12m2、F1F2时，x22x1,27,8.如图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(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,28,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”)；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为纵横，应该以_倒数为横轴,29,30,31,32,33,34,35,36,37,38,39,40,41,42,43,44,45,46,47,
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