第2節(jié)　實(shí)驗(yàn)：探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系.doc

第2節(jié)實(shí)驗(yàn)：探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系1物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化的快慢，也就是物體_的大小，與物體的_有關(guān)，還與物體_有關(guān)物體的質(zhì)量一定時(shí)，受力越大，其加速度就_；物體的受力一定時(shí)，質(zhì)量越小，加速度就_2探究加速度與力的定量關(guān)系時(shí)，應(yīng)保持物體_不變，測(cè)量物體在_的加速度；探究加速度與質(zhì)量的關(guān)系時(shí)，應(yīng)保持物體_不變，測(cè)量不同質(zhì)量的物體在_的加速度，這種研究問題的方法叫_法3測(cè)量物體的加速度可以用刻度尺測(cè)量_，并用秒表測(cè)量_，由公式_算出也可以在運(yùn)動(dòng)物體上安裝一條通過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶，根據(jù)_來測(cè)量加速度4在該探究實(shí)驗(yàn)中，我們猜想物體的加速度與它所受的力成_，與質(zhì)量成_，然后根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出_圖象和_圖象，都應(yīng)是過原點(diǎn)的直線5在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，備有下列器材：A打點(diǎn)計(jì)時(shí)器B天平(附帶砝碼)C低壓交流電源D小盤、砝碼E導(dǎo)線、細(xì)繩F小車G一端帶有滑輪的長(zhǎng)木板H夾子其中，還缺少的器材是_6在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，研究作用力一定，加速度與質(zhì)量成反比的結(jié)論時(shí)，下列說法中錯(cuò)誤的是()A平衡摩擦力時(shí)，應(yīng)將放有重物的小盤用細(xì)繩通過定滑輪系在小車上B每次改變小車質(zhì)量時(shí)，不需要重新平衡摩擦力C實(shí)驗(yàn)時(shí)，先放開小車，再接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源D在小車中增減砝碼，應(yīng)使小車和砝碼的總質(zhì)量遠(yuǎn)大于小盤和重物的總質(zhì)量7如果aF的圖象是通過坐標(biāo)原點(diǎn)的一條直線，說明物體的加速度a與施加在物體上的力是_關(guān)系；如果a的圖象是通過坐標(biāo)原點(diǎn)的一條直線，說明物體的加速度a與物體的質(zhì)量是_關(guān)系【概念規(guī)律練】知識(shí)點(diǎn)一實(shí)驗(yàn)的操作1在采用如圖1所示的實(shí)驗(yàn)探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系時(shí)，按實(shí)驗(yàn)要求安裝好器材后，應(yīng)按一定的步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，下列給出供選擇的操作步驟：圖1A保持小盤和重物的質(zhì)量不變，在小車?yán)锛禹来a，測(cè)出加速度，重復(fù)幾次B保持小車質(zhì)量不變，改變小盤中重物的質(zhì)量，測(cè)出加速度，重復(fù)幾次C用天平測(cè)出小車和砂子的質(zhì)量D在長(zhǎng)木板沒有定滑輪的一端墊上厚度合適的墊木，平衡摩擦力E根據(jù)測(cè)出的數(shù)據(jù)，分別畫出加速度和力的關(guān)系圖線及加速度和質(zhì)量的倒數(shù)關(guān)系圖線F用停表測(cè)出小車運(yùn)動(dòng)的時(shí)間G將放有重物的小盤用細(xì)線通過定滑輪系到小車上，接通電源，釋放小車，在紙帶上打出一系列的點(diǎn)以上步驟中，不必要的步驟是_，正確步驟的合理順序是_(填寫代表字母)2在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，關(guān)于平衡摩擦力的說法中正確的是()A“平衡摩擦力”的本質(zhì)就是想法讓小車受到的摩擦力為零B“平衡摩擦力”的本質(zhì)就是使小車所受的重力的下滑分力與所受到的摩擦阻力相平衡C“平衡摩擦力”的目的就是要使小車所受的合力等于所掛重物通過細(xì)繩對(duì)小車施加的拉力D“平衡摩擦力”時(shí)應(yīng)將小車在重物通過細(xì)繩和滑輪而拉動(dòng)小車過程中進(jìn)行調(diào)整E“平衡摩擦力”是否成功，可由小車施動(dòng)而由打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶上的點(diǎn)跡間距是否均勻而確定知識(shí)點(diǎn)二加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系3某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中保持拉力不變，得到了小車加速度隨質(zhì)量變化的一組數(shù)據(jù)，如下表所示實(shí)驗(yàn)次數(shù)加速度a/ms2小車與砝碼總質(zhì)量m/kg小車與砝碼總質(zhì)量的倒數(shù)m1/kg110.290.205.020.250.254.030.220.303.340.180.352.950.160.402.5請(qǐng)你在圖2方格中建立合適坐標(biāo)系并畫出能直觀反映出加速度與質(zhì)量關(guān)系的圖線圖2【方法技巧練】一、用圖象法分析物理量之間的關(guān)系4如圖3所示為某些同學(xué)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)畫出的圖象，下列說法中正確的是()圖3A形成圖甲的原因是平衡摩擦力時(shí)長(zhǎng)木板傾角過大B形成圖乙的原因是平衡摩擦力時(shí)長(zhǎng)木板傾角過小C形成圖丙的原因是平衡摩擦力時(shí)長(zhǎng)木板傾角過大D形成圖丁的原因是平衡摩擦力時(shí)長(zhǎng)木板傾角過小二、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理技巧5.圖4如圖4所示，在探究加速度和力、質(zhì)量關(guān)系的實(shí)驗(yàn)中，若1、2兩個(gè)相同的小車所受拉力分別為F1、F2，車中所放砝碼的質(zhì)量分別為m1、m2，打開夾子后經(jīng)過相同的時(shí)間兩車的位移分別為x1、x2，則在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)，有()A當(dāng)m1m2、F12F2時(shí)，x12x2B當(dāng)m1m2、F12F2時(shí)，x22x1C當(dāng)F1F2、m12m2時(shí)，x12x2D當(dāng)F1F2、m12m2時(shí)，x22x16用斜面、小車、小盤、砝碼等器材做“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)，圖5是實(shí)驗(yàn)中一條打完點(diǎn)的紙帶，相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)的時(shí)間間隔為T，且間距x1、x2、x3、x4、x5、x6已量出圖5圖6(1)請(qǐng)寫出三個(gè)不同的計(jì)算加速度的表達(dá)式(2)如圖6(a)所示，為甲同學(xué)根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)畫出的aF圖線，表明實(shí)驗(yàn)的問題是_(3)乙、丙兩同學(xué)用同一裝置實(shí)驗(yàn)，畫出了各自得到的aF圖線如圖(b)所示，說明兩個(gè)同學(xué)做實(shí)驗(yàn)時(shí)的哪一個(gè)物理量取值不同？并比較其大小1在本實(shí)驗(yàn)中，下列說法中正確的是()A平衡摩擦力時(shí)，小盤應(yīng)用細(xì)線通過定滑輪系在小車上，但小盤內(nèi)不能裝重物B實(shí)驗(yàn)中無需始終保持小車和砝碼的質(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于盤和重物的質(zhì)量C實(shí)驗(yàn)中如用縱坐標(biāo)表示加速度，用橫坐標(biāo)表示小車和車內(nèi)砝碼的總質(zhì)量，描出相應(yīng)的點(diǎn)在一條直線上時(shí)，即可證明加速度與質(zhì)量成反比D平衡摩擦力時(shí)，小車后面的紙帶必須連好，因?yàn)檫\(yùn)動(dòng)過程中紙帶也要受到阻力2在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，下列說法中正確的是()A為了減小實(shí)驗(yàn)誤差，懸掛物的質(zhì)量應(yīng)遠(yuǎn)小于小車和砝碼的總質(zhì)量B為減小小車、紙帶受到摩擦力對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響，需把小車運(yùn)動(dòng)平面起始端略墊高C實(shí)驗(yàn)結(jié)果采用描點(diǎn)法畫圖象，是為了減小誤差D實(shí)驗(yàn)結(jié)果采用a坐標(biāo)作圖，是為了根據(jù)圖象直觀地作出判斷3在探究牛頓第二定律的實(shí)驗(yàn)中，我們利用了“控制變量法”當(dāng)保持外力不變的情況下，由實(shí)驗(yàn)得出a圖象是通過原點(diǎn)的一條直線，這說明()A物體的加速度大小與質(zhì)量成正比B物體的加速度大小與質(zhì)量成反比C物體的質(zhì)量與加速度大小成正比D物體的質(zhì)量與加速度大小成反比4利用如圖7甲所示的裝置探究“質(zhì)量一定，加速度與力的定量關(guān)系”實(shí)驗(yàn)時(shí)，甲同學(xué)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)畫出的小車加速度a和小車所受拉力F的圖象如圖乙中的直線所示，乙同學(xué)畫出的aF圖象如圖乙中的直線所示直線、在兩個(gè)坐標(biāo)軸上的截距都比較大，明顯超出了誤差范圍，下面關(guān)于形成這種狀況原因的解釋正確的是()圖7A實(shí)驗(yàn)前甲同學(xué)沒有平衡摩擦力B甲同學(xué)在平衡摩擦力時(shí)，把長(zhǎng)木板不帶滑輪的一端墊得過高了C實(shí)驗(yàn)前乙同學(xué)沒有平衡摩擦力D乙同學(xué)在平衡摩擦力時(shí)，把長(zhǎng)木板不帶滑輪的一端墊得過高了題號(hào)1234答案5.用圖8所示裝置探究“加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中：圖8(1)某同學(xué)在接通電源進(jìn)行實(shí)驗(yàn)之前，將實(shí)驗(yàn)器材組裝如圖所示請(qǐng)你指出該裝置中錯(cuò)誤或不妥之處：_.(2)改正實(shí)驗(yàn)裝置后，該同學(xué)順利地完成了實(shí)驗(yàn)圖9是他在實(shí)驗(yàn)中得到的一條紙帶，圖中相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的時(shí)間間隔為0.1 s，由圖中的數(shù)據(jù)可算出小車的加速度a為_m/s2.圖96某次實(shí)驗(yàn)測(cè)得如下數(shù)據(jù)：當(dāng)m一定時(shí)a與F的關(guān)系如表一所示；當(dāng)F一定時(shí)，a和的關(guān)系如表二所示表一F/N1.002.003.004.00a/(ms2)1.903.955.857.62表二/kg10.520.670.801.00a/(ms2)1.512.102.493.10(1)在圖10所示的相應(yīng)坐標(biāo)系中分別作出表一、表二所給數(shù)據(jù)確定物理量的圖線圖10(2)在研究a與m的關(guān)系時(shí)，作了a的圖線，而沒作am的圖線，那么作a的圖線有何優(yōu)點(diǎn)？_.第2節(jié)實(shí)驗(yàn)：探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系課前預(yù)習(xí)練1加速度質(zhì)量受力的大小越大越大2質(zhì)量不同外力作用下受力該力作用下控制變量3位移時(shí)間a紙帶打出的點(diǎn)4正比反比aFa5紙帶和復(fù)寫紙片6AC平衡摩擦力時(shí)不應(yīng)掛放有重物的小盤，只需將小車放在長(zhǎng)木板上，使長(zhǎng)木板不帶滑輪的一端墊高，當(dāng)小車剛好能勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，即平衡了摩擦力，A選項(xiàng)錯(cuò)誤當(dāng)改變小車質(zhì)量時(shí)，小車重力沿斜面向下的分力、摩擦力都跟質(zhì)量成正比地改變，一次平衡后，就不用再平衡了，B選項(xiàng)正確實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)先接通電源，讓打點(diǎn)計(jì)時(shí)器正常工作，再放開小車，才能打出完整的紙帶，C選項(xiàng)錯(cuò)誤在小車減少砝碼時(shí)，必須保證小車的質(zhì)量遠(yuǎn)大于小盤和重物的總質(zhì)量，才能近似使小車受到的牽引力等于小盤和重物的重力，D選項(xiàng)正確7正比反比解析如果aF的圖象是通過坐標(biāo)原點(diǎn)的一條直線，說明物體的加速度a與施加在物體上的力是正比關(guān)系；如果a的圖象是通過坐標(biāo)原點(diǎn)的一條直線，說明物體的加速度a與物體的質(zhì)量是反比關(guān)系課堂探究練1FDCGBAE解析打點(diǎn)計(jì)時(shí)器本身是計(jì)時(shí)儀器，小車運(yùn)動(dòng)時(shí)間可由紙帶上的點(diǎn)數(shù)來確定，故不用停表計(jì)時(shí)；在本實(shí)驗(yàn)中應(yīng)首先平衡摩擦力才可去做實(shí)驗(yàn)2BCE在小車的運(yùn)動(dòng)過程中受到的摩擦阻力是永恒存在、無法使之為零的，故A選項(xiàng)錯(cuò)誤平衡摩擦力的實(shí)質(zhì)就是讓小車軌道具有合適的傾角而成為一個(gè)斜面，從而使小車所受的重力的下滑分力mgsin 與摩擦阻力Ff相平衡，進(jìn)而使小車所受的合力等于所掛的重物通過細(xì)繩和滑輪對(duì)小車施加的拉力，故B、C兩選項(xiàng)正確平衡摩擦力時(shí)必須在不掛重物時(shí)，讓小車拖動(dòng)紙帶自由運(yùn)動(dòng)時(shí)進(jìn)行調(diào)整(即調(diào)整軌道斜面傾角)，直至所打出的紙帶上的點(diǎn)跡均勻分布為止，故E選項(xiàng)正確而D選項(xiàng)錯(cuò)誤3見解析解析“a與m成反比”實(shí)際上就是“a與成正比”，以a為縱坐標(biāo)，以為橫坐標(biāo)建立坐標(biāo)系，選取適當(dāng)?shù)臉?biāo)度，描出坐標(biāo)點(diǎn)，連線得到圖象如下圖所示4AD題中甲圖是平衡摩擦力時(shí)長(zhǎng)木板傾角過大，牽引力為零時(shí)，小車已有加速度，丙圖是平衡摩擦力時(shí)長(zhǎng)木板傾角過小，所以A對(duì)，C錯(cuò)；丁圖是平衡摩擦力時(shí)長(zhǎng)木板傾角過小，導(dǎo)致圖線不過原點(diǎn)，有一定拉力后才有加速度，乙圖是平衡摩擦力時(shí)長(zhǎng)木板傾角過大，所以B錯(cuò)，D對(duì)5AD6(1)aaa(2)沒有平衡摩擦力或平衡摩擦力不夠(3)兩小車及車上的砝碼的質(zhì)量不同，且m乙m丙方法總結(jié)實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)處理一般有兩種方法，即計(jì)算法和圖象法(1)計(jì)算法處理該實(shí)驗(yàn)時(shí)，在測(cè)得加速度或得到加速度之比后，可以將之與所受力之比進(jìn)行比較，或與物體質(zhì)量之比進(jìn)行比較，應(yīng)滿足或.(2)圖象法處理該實(shí)驗(yàn)時(shí)，將測(cè)得的F為橫坐標(biāo)，加速度a為縱坐標(biāo)，描點(diǎn)作aF圖象，看圖象性質(zhì)及特點(diǎn)可得結(jié)論；以為橫坐標(biāo)，加速度a為縱坐標(biāo)描繪a圖象(也可描繪am圖象，但規(guī)律不易看出)，研究圖象性質(zhì)及特點(diǎn)可得結(jié)論課后鞏固練1D2.ABD3.B4BC在探究“質(zhì)量一定，加速度與力的定量關(guān)系”時(shí)，應(yīng)當(dāng)消除摩擦力這個(gè)因素：將長(zhǎng)木板不帶滑輪的一端用木塊墊高，使長(zhǎng)木板形成一個(gè)坡度很小的斜面，調(diào)整所墊木塊的高度，使得小車的重力沿斜面向下的分力恰好和小車所受的摩擦力平衡，這樣砝碼的重力G可看做小車所受的合力若小車在不受拉力的情況下能夠在木板上勻速運(yùn)動(dòng)，就說明恰好平衡了摩擦力圖線表明不對(duì)小車施加拉力小車就有加速度，說明平衡摩擦力過度，即長(zhǎng)木板不帶滑輪的一端墊得過高了圖線表明對(duì)小車施加一個(gè)較小的力，小車也沒有加速度，說明乙同學(xué)沒有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足，即長(zhǎng)木板不帶滑輪的一端沒有墊木塊或墊得不夠高5(1)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器不能使用干電池