2019教育好題精析：探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn).doc

1、某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖所示的裝置來(lái)探究加速度與力的關(guān)系.彈簧秤固定在一合適的木板上，桌面的右邊緣固定一支表面光滑的鉛筆以代替定滑輪，細(xì)繩的兩端分別與彈簧秤的掛鉤和礦泉水瓶連接.在桌面上畫(huà)出兩條平行線MN、PQ,并測(cè)出間距 d開(kāi)始時(shí)將木板置于 MN 處，現(xiàn)緩慢向瓶中加水，直到木板剛剛開(kāi)始運(yùn)動(dòng)為止， 記下彈簧秤的示數(shù) F。，以此表示滑動(dòng)摩擦力的大小.再將木板放回原處并按住，繼續(xù)向瓶中加水后，記下彈簧秤的示數(shù)Fi,然后釋放木板，并用秒表記下木板運(yùn)動(dòng)到 PQ 處的時(shí)間 t.（1）木板的加速度可以用 d、t 表示為 a=_ ;為了減小測(cè)量加速度的偶然誤差可以采用的方法是（一種即可）_答案（1）爺 保持 Fi不

2、變，重復(fù)實(shí)驗(yàn)多次測(cè)量，求平均值（2）c （3）b、c2某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)如圖所示為實(shí)驗(yàn)裝置簡(jiǎn)圖，A為小車(chē)， B 為電火花計(jì)時(shí)器， C 為裝有砝碼的小桶， D 為一端帶有定滑輪的長(zhǎng)方形木板電 源頻率為 50 Hz.（1）平衡摩擦力后，可認(rèn)為細(xì)繩對(duì)小車(chē)的拉力F 等于砝碼和小桶的總重力，需滿足的條件是_ 圖為某次實(shí)驗(yàn)得到的紙帶（紙帶上的點(diǎn)為實(shí)際打下的點(diǎn) ）,根據(jù)圖中的紙帶和相關(guān)數(shù)據(jù)可求出小車(chē)的加速度大小a =_ m/s2.（結(jié)果取兩位有效數(shù)字）在“探究加速度與質(zhì)量的關(guān)系”時(shí)，保持砝碼和小桶的總質(zhì)量不變，改變小車(chē)質(zhì)量M，分別得到小車(chē)加速度 a 與質(zhì)量 M 的數(shù)據(jù)如下表：

3、次數(shù)123456789小車(chē)加速度2a/（m s ）1.981.721.481.251.000.750.480.500.30小車(chē)質(zhì)量 M/kg0.250.290.330.400.500.710.751.001.671-1M/kg根據(jù)上表數(shù)據(jù)，為直觀反映F 不變時(shí) a 與 M 的關(guān)系，請(qǐng)?jiān)趫D所示坐標(biāo)紙中選擇恰當(dāng)?shù)奈锢砹拷⒆鴺?biāo)系，并作出圖線.（如有需要，可利用上表中空格）答案（1）砝碼和小桶的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車(chē)的質(zhì)量1（2）3.2 求出小車(chē)質(zhì)量的倒數(shù)，作出a M 圖線如圖所示次數(shù)123456789小車(chē)加速度2a/（m s ）1.981.721.481.251.000.750.480.500.30第2

4、頁(yè)小車(chē)質(zhì)量 M/kg0.250.290.330.400.500.710.751.001.6711M/kg4.003.453.032.502.001.411.331.000.60解析（1）平衡摩擦力后，設(shè)砝碼和小桶的總質(zhì)量為m , 小 車(chē) 的 質(zhì) 量 為M ， 對(duì) 小 車(chē) 、 小mg桶組成的系統(tǒng)，由牛頓第二定律得mg= （m + M）a，解得 a=，可見(jiàn)，當(dāng) M? m 時(shí)，am+ M=盲以小車(chē)為研究對(duì)象，當(dāng)滿足條件“砝碼和小桶的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車(chē)質(zhì)量”時(shí)，可認(rèn)為細(xì)繩對(duì)小車(chē)的拉力 F 等于砝碼和小桶的總重力；(2)從題圖中所給數(shù)據(jù)可以求得XDE+ XCD XAB+ XBC?T= 0.04 s, a=

5、4T2= 3.2 m/s ;利用1 1上表中空格，先求出小車(chē)質(zhì)量的倒數(shù)，然后建立a-麗坐標(biāo)，作出 a -M 圖線.（2）改變瓶中水的質(zhì)量重復(fù)實(shí)驗(yàn)，確定加速度a 與彈簧秤示數(shù) Fi的關(guān)系如下圖所示圖象能表示該同學(xué)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的是 _ .用加水的方法改變拉力的大小與掛鉤碼的方法相比，它的優(yōu)點(diǎn)是 _ .a. 可以改變滑動(dòng)摩擦力的大小b. 可以更方便地獲取多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)c. 可以比較精確地測(cè)出摩擦力的大小d. 可以獲得更大的加速度以提高實(shí)驗(yàn)精度12d解析（1）木板在繩子拉力的作用下做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，由 d=at2 3可知：a=岸.為了減小測(cè)量加速度的偶然誤差可以采用的方法是保持Fi不變，重復(fù)實(shí)驗(yàn)

6、多次測(cè)量 d、t 取平均值.（2）該實(shí)驗(yàn)原理與教材實(shí)驗(yàn)原理類(lèi)似，同樣需要滿足木板的質(zhì)量M 遠(yuǎn)大于礦泉水的質(zhì)量 m,此時(shí)可認(rèn)為繩上的拉力近似等于彈簧秤示數(shù)Fi.本實(shí)驗(yàn)中沒(méi)有平衡摩擦力，但通過(guò)題意可知受到的摩擦力為 Fo,木板受到的合外力為（Fi Fo）.圖象反映的是 a 與 Fi的關(guān)系， 而不是 a與（Fi Fo）的關(guān)系，所以圖象不過(guò)原點(diǎn).當(dāng)Fi增大時(shí)，即礦泉水瓶的質(zhì)量m 增大時(shí)，實(shí)驗(yàn)的前提條件不再滿足，此時(shí)a 越大，繩上的拉力就越小于彈簧秤示數(shù)Fi，加速度增加得就越慢，圖線向下彎曲，c 正確.（3）用加水的方法改變拉力的大小與掛鉤碼的方法相比，它的優(yōu)點(diǎn)是可以更方便地獲取多組第3頁(yè)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和比較精確地