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1、成才之路 物理,路漫漫其修远兮 吾将上下而求索,人教版 必修1,牛顿运动定律,第四章,2实验：探究加速度与力、质量的关系,第四章,在如图(a)、(b)中，被推物体的质量相同；图(c)、(d)中，人所施加的推力大小相同。,保持物体的质量不变，物体所受的外力越大， 物体的加速度_；物体的加速度与物体所受的外力_。 作出加速度a与物体所受的外力F的关系图象，以加速度a为_，外力F为_，aF图象应为一条_。,加速度与力的关系,越大,成正比,纵坐标,横坐标,过原点的倾斜的直线,加速度与质量的关系,越小,成反比,纵坐标,横坐标,过原点的倾斜的直线,2按图所示将实验器材安装好(小车上不系绳)。 3平衡摩擦力
2、：在木板无滑轮的一端下面垫一薄木板，反复移动其位置，直到打点计时器正常工作后不挂重物的小车在斜面上做匀速直线运动为止(纸带上相邻点间距相等)。 4将重物通过细绳系在小车上，接通电源放开小车，用纸带记录小车的运动情况；取下纸带并在纸带上标上号码及此时所挂重物的重力m0g。 5保持小车的质量不变，改变所挂重物的重力，重复步骤4，多做几次实验，每次小车从同一位置释放，并记录好重物的重力，m1g、m2g、，以及计算出相应纸带的加速度填入表格1。,六、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，不管以后是改变盘和砝码的质量，还是改变小车及砝码的质量，都不需要重新平衡摩擦力。 2实验中必须
3、满足小车和砝码的总质量远大于小盘和砝码的总质量。只有如此，砝码和小盘的总重力才可视为与小车受到的拉力相等。 3各纸带上的加速度a，都应是该纸带上的平均加速度。,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。离直线较远的点是错误数据，可舍去不予考虑。 5释放时小车应靠近打点计时器且先接通电源再放开小车。,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：,对实验过程及实验仪器的考查,A用天平称出小车和小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砂桶； D将电磁打点计
4、时器接在电压为6V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保持小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aM关系图象，并由图象确定aM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_。,在“探究加速度与力、质量的关系”实验时，已提供了小车，一端附有定滑轮的长木板、纸带、带小盘的细线、刻度尺、天平、导线。为了完成实验，还须从下图中选
5、取实验器材，其名称是_(漏选或全选得零分)；并分别写出所选器材的作用_。,答案：学生电源、电磁打点计时器、钩码、砝码(或电火花计时器、钩码、砝码)学生电源为电磁打点计时器提供交流电源；电磁打点计时器(电火花计时器)记录小车运动的位置和时间；钩码用以改变小车的质量；砝码用以改变小车受到拉力的大小，还可以用于测量小车质量。 解析：电磁打点计时器用来打点计时，以便测定加速度，要配备46V学生电源(交流电源)为其供电，通过改变砝码个数来改变拉力大小；钩码放在小车上来调节小车质量。也可用电火花计时器来代替学生电源和电磁打点计时器，因为电火花计时器使用220V交流电，不使用学生电源。,(广西河池市2014
6、2015学年高一上学期期末)在“探究加速度与力、质量的关系”实验中，某同学使用了如图所示的装置，打点计时器的打点频率为50Hz。,实验数据的分析与处理,(1)该同学得到一条纸带，在纸带上取连续的六个计时点，如图所示，相邻两点间的距离分别为10.0mm、12.0mm、14.0mm、16.0mm、18.0mm，则打E点时小车的速度为_m/s，打A、F两点的过程中小车的平均速度为_m/s，小车的加速度为_m/s2。,(3)由图象可知，当拉力为0时小车的加速度大于0，故直线不过原点的原因是平衡摩擦阻力时角度过大； 要使绳子所挂沙和沙桶的重力的大小作为细绳对小车的拉力的大小，必须使mM，否则将会出现较大
7、误差，当沙和沙桶的质量过大时，沙和沙桶的重力与绳的拉力有较大的差异，从而产生很大的误差。,(福州市20142015学年高一上学期三校联考)在做“探究加速度与力、质量的关系”的实验时，计算出各纸带的加速度后，将测得的反映加速度a和F关系的有关资料记录在表一中。将测得的反映加速度a和质量M关系的有关资料记录在表二中。 表一 表二,(1)根据表中所列数据，分别画出aF图象和a1/M图象。 (2)由图象可以判定：当M一定时，a与F的关系为_；当F一定时，a与M的关系为_。 (3)由aF图象可知M_。 (4)由a1/M图象可知，F_(保留一位有效数字)。,答案：(1)aF图象和a1/M图象分别如图甲、乙
8、所示。 (2)正比关系反比关系(3)0.5kg(4)4N,解析：本题主要考查对实验数据的处理和分析，从而得到正确的实验结论，若a与F成正比，a与1/M成正比，那么aF图象和a1/M图象都应是一条过原点的直线，同时因实验中不可避免地出现误差，描出的点不在一条直线上是很正常的，连线时应使尽可能多的点在直线上，不在直线上的点应大致对称地分布在直线两侧，离直线较远的点应视为错误数据，不需考虑； 另外可以从图象的斜率的物理意义出发求出相应的物理量。,(济南市20142015学年高一检测)某同学设计了如图所示的装置来探究加速度与力的关系。弹簧测力计固定在一合适的木板上，桌面的右边缘固定一支表面光滑的铅笔以
9、代替定滑轮，细绳的两端分别与弹簧测力计的挂钩和矿泉水瓶连接。在桌面上画出两条平行线MN、PQ，并测出间距d。开始时将木板置于MN处，现缓慢向瓶中加水，直到木板刚刚开始运动为止，记下弹簧测力计的示数F0，以此表示滑动摩擦力的大小。再将木板放回原处并按住，继续向瓶中加水后，记下弹簧测力计的示数F1，然后释放木板，并用秒表记下木板运动到PQ处的时间t。,实验拓展,(1)木板的加速度可以用d、t表示为a_；为了减小测量加速度的偶然误差可以采用的方法是(一种即可)_。 (2)改变瓶中水的质量重复实验，确定加速度a与弹簧测力计示数F1的关系。下列图象能表示该同学实验结果的是_。,(3)用加水的方法改变拉力
10、的大小与挂钩码的方法相比，它的优点是_。 a可以改变滑动摩擦力的大小 b可以更方便地获取多组实验数据 c可以比较精确地测出摩擦力的大小 d可以获得更大的加速度以提高实验精度,(2)该实验原理与教材实验原理类似，同样需要满足木板的质量M远大于矿泉水瓶的质量m，此时可认为F1mg；本实验中没有平衡摩擦力，但通过题意可知受到的摩擦力为F0，木板受到的合外力为(F1F0)。图象反映的是a与F1的关系，而不是a与(F1F0)的关系，所以图象不过原点。当F1增大时，即矿泉水瓶的质量m增大时，该实验不再满足Mm，此时a越大，绳上的拉力FT就越小于矿泉水瓶的重力mg，即弹簧测力计开始加速运动时的示数F1，加速
11、度增加得就越慢，图线弯曲，斜率变小，c正确。,(3)用加水的方法改变拉力的大小与挂钩码的方法相比，它的优点是可以更方便地获取多组实验数据和比较精确地测出滑动摩擦力的大小，b、c说法是正确的。两种实验方法都不可以改变滑动摩擦力的大小，a说法错误；通过(2)中分析可以知道，当加速度增大时，实验条件便不再满足，此时实验误差变大，d说法错误。,如图所示，在研究牛顿第二定律的演示实验中，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F1F2，m12m2时，x12x2 D当F1F2，m12m2时，x22x1 答案：A,
