探究加速度與物體的質(zhì)量、物體受力的關(guān)系

1、實(shí)驗(yàn)三 探究加速度與物體的質(zhì)量、物體受力的關(guān)系1.1.學(xué)會(huì)用控制變量法研究物理規(guī)律學(xué)會(huì)用控制變量法研究物理規(guī)律2.2.探究加速度與物體的質(zhì)量及受力的關(guān)系探究加速度與物體的質(zhì)量及受力的關(guān)系3.3.掌握利用圖象處理數(shù)據(jù)的方法掌握利用圖象處理數(shù)據(jù)的方法探究加速度探究加速度a a與力與力F F及質(zhì)量及質(zhì)量M M的關(guān)系時(shí)，應(yīng)用的基本方法是控制變的關(guān)系時(shí)，應(yīng)用的基本方法是控制變量法，即先控制一個(gè)參量量法，即先控制一個(gè)參量小車的質(zhì)量小車的質(zhì)量M M不變，探究加速度不變，探究加速度a a與力與力F F的關(guān)系；再控制小盤和砝碼的質(zhì)量不變，即力的關(guān)系；再控制小盤和砝碼的質(zhì)量不變，即力F F不變，探不變，探究加速度

2、究加速度a a與小車質(zhì)量與小車質(zhì)量M M的關(guān)系的關(guān)系. . 打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、紙帶、復(fù)寫(xiě)紙、小車、一端附有定滑輪的長(zhǎng)木板、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、紙帶、復(fù)寫(xiě)紙、小車、一端附有定滑輪的長(zhǎng)木板、小盤、夾子、細(xì)繩、低壓交流電源、導(dǎo)線、天平、刻度尺、砝小盤、夾子、細(xì)繩、低壓交流電源、導(dǎo)線、天平、刻度尺、砝碼、薄木塊碼、薄木塊. . 1.1.用天平測(cè)量小盤的質(zhì)量用天平測(cè)量小盤的質(zhì)量m m0 0和小車的質(zhì)量和小車的質(zhì)量M M0 02.2.按照如圖所示裝置把實(shí)驗(yàn)器材安裝好，只是不把懸掛小盤的按照如圖所示裝置把實(shí)驗(yàn)器材安裝好，只是不把懸掛小盤的細(xì)繩系在小車上細(xì)繩系在小車上( (即不給小車牽引力即不給小車牽引力) ) 3.3.平

3、衡摩擦力：在長(zhǎng)木板的不帶定滑輪的一端下面墊上一塊薄平衡摩擦力：在長(zhǎng)木板的不帶定滑輪的一端下面墊上一塊薄木塊，反復(fù)移動(dòng)薄木塊的位置，直至小車在斜面上運(yùn)動(dòng)時(shí)可以木塊，反復(fù)移動(dòng)薄木塊的位置，直至小車在斜面上運(yùn)動(dòng)時(shí)可以保持勻速運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，這時(shí)小車拖著紙帶運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的摩擦力恰保持勻速運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，這時(shí)小車拖著紙帶運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的摩擦力恰好與小車所受重力在斜面方向上的分力平衡好與小車所受重力在斜面方向上的分力平衡4.4.把細(xì)繩系在小車上并繞過(guò)定滑輪懸掛小盤，小盤里放砝碼，把細(xì)繩系在小車上并繞過(guò)定滑輪懸掛小盤，小盤里放砝碼，先接通電源再放開(kāi)小車，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打下一系列的點(diǎn)先接通電源再放開(kāi)小車，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上

4、打下一系列的點(diǎn). .計(jì)算小盤和砝碼的重力，在小盤和砝碼的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量計(jì)算小盤和砝碼的重力，在小盤和砝碼的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量的條件下，可以認(rèn)為等于小車所受的合外力，由紙帶計(jì)算出小的條件下，可以認(rèn)為等于小車所受的合外力，由紙帶計(jì)算出小車的加速度，并把力和對(duì)應(yīng)的加速度填入表車的加速度，并把力和對(duì)應(yīng)的加速度填入表( (一一) )中中5.5.改變小盤內(nèi)砝碼的個(gè)數(shù)，重復(fù)步驟改變小盤內(nèi)砝碼的個(gè)數(shù)，重復(fù)步驟4 4，并多做幾次，并多做幾次6.6.保持小盤內(nèi)的砝碼個(gè)數(shù)不變，在小車上放上砝碼改變小車的保持小盤內(nèi)的砝碼個(gè)數(shù)不變，在小車上放上砝碼改變小車的質(zhì)量，讓小車在木板上滑動(dòng)打出紙帶質(zhì)量，讓小車在木板上滑動(dòng)打

5、出紙帶. .計(jì)算砝碼和小車的總質(zhì)量計(jì)算砝碼和小車的總質(zhì)量M M，并由紙帶計(jì)算出小車對(duì)應(yīng)的加速度，并由紙帶計(jì)算出小車對(duì)應(yīng)的加速度7.7.改變小車上砝碼的個(gè)數(shù)，重復(fù)步驟改變小車上砝碼的個(gè)數(shù)，重復(fù)步驟6 6，并將所對(duì)應(yīng)的質(zhì)量和加，并將所對(duì)應(yīng)的質(zhì)量和加速度填入表速度填入表( (二二) )中中表表( (一一) ) 實(shí)驗(yàn)次數(shù)加速度a/ms-2小車受力F/N1234表表( (二二) ) 實(shí)驗(yàn)次數(shù)加速度a/ms-2小車和砝碼的總質(zhì)量M/kg 1234二、數(shù)據(jù)處理二、數(shù)據(jù)處理1.1.需要計(jì)算各種情況下所對(duì)應(yīng)的小車的加速度，可使用需要計(jì)算各種情況下所對(duì)應(yīng)的小車的加速度，可使用“研究研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)勻變速直線運(yùn)動(dòng)

6、”的方法：先在紙帶上標(biāo)明計(jì)數(shù)點(diǎn)，測(cè)量各計(jì)的方法：先在紙帶上標(biāo)明計(jì)數(shù)點(diǎn)，測(cè)量各計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離，根據(jù)逐差法計(jì)算各條紙帶對(duì)應(yīng)的加速度數(shù)點(diǎn)間的距離，根據(jù)逐差法計(jì)算各條紙帶對(duì)應(yīng)的加速度2.2.需要記錄各組對(duì)應(yīng)的加速度需要記錄各組對(duì)應(yīng)的加速度a a與小車所受牽引力與小車所受牽引力F F，然后建立，然后建立直角坐標(biāo)系，用縱坐標(biāo)表示加速度直角坐標(biāo)系，用縱坐標(biāo)表示加速度a a，橫坐標(biāo)表示作用力，橫坐標(biāo)表示作用力F F，描，描點(diǎn)畫(huà)點(diǎn)畫(huà)a-Fa-F圖象，如果圖象是一條過(guò)原點(diǎn)的傾斜直線，便證明加速圖象，如果圖象是一條過(guò)原點(diǎn)的傾斜直線，便證明加速度與作用力成正比度與作用力成正比. .再記錄各組對(duì)應(yīng)的加速度再記錄各組對(duì)應(yīng)

7、的加速度a a與小車和砝碼總與小車和砝碼總質(zhì)量質(zhì)量M M，然后建立直角坐標(biāo)系，用縱坐標(biāo)表示加速度，然后建立直角坐標(biāo)系，用縱坐標(biāo)表示加速度a a，橫坐標(biāo)，橫坐標(biāo)表示總質(zhì)量的倒數(shù)表示總質(zhì)量的倒數(shù) 描點(diǎn)畫(huà)描點(diǎn)畫(huà)a- a- 圖象，如果圖象是一條過(guò)原圖象，如果圖象是一條過(guò)原點(diǎn)的傾斜直線，就證明了加速度與質(zhì)量成反比點(diǎn)的傾斜直線，就證明了加速度與質(zhì)量成反比1M，1M1.1.因?qū)嶒?yàn)原理不完善引起的誤差因?qū)嶒?yàn)原理不完善引起的誤差以小車、小盤和砝碼整體為研究對(duì)象得以小車、小盤和砝碼整體為研究對(duì)象得mg=(M+m)a;mg=(M+m)a;以小車為研以小車為研究對(duì)象得究對(duì)象得F=Ma;F=Ma;求得求得本實(shí)驗(yàn)用小盤和

8、砝碼的總重力本實(shí)驗(yàn)用小盤和砝碼的總重力mgmg代替小車的拉力，而實(shí)際上小代替小車的拉力，而實(shí)際上小車所受的拉力要小于小盤和砝碼的總重力車所受的拉力要小于小盤和砝碼的總重力. .小盤和砝碼的總質(zhì)量小盤和砝碼的總質(zhì)量越小于小車的質(zhì)量，由此引起的誤差就越小越小于小車的質(zhì)量，由此引起的誤差就越小. .因此，滿足小盤和因此，滿足小盤和砝碼的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量的目的就是減小因?qū)嶒?yàn)原理不砝碼的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量的目的就是減小因?qū)嶒?yàn)原理不完善而引起的誤差完善而引起的誤差M1FmgmgmgmMm1M2.2.摩擦力平衡不準(zhǔn)確造成誤差，在平衡摩擦力時(shí)，除了不掛小摩擦力平衡不準(zhǔn)確造成誤差，在平衡摩擦力時(shí)，除了

9、不掛小盤外，其他的均與正式實(shí)驗(yàn)一樣盤外，其他的均與正式實(shí)驗(yàn)一樣( (比如要掛好紙帶、接通打點(diǎn)計(jì)比如要掛好紙帶、接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器時(shí)器) )，勻速運(yùn)動(dòng)的標(biāo)志是打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶上各相鄰兩點(diǎn)，勻速運(yùn)動(dòng)的標(biāo)志是打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶上各相鄰兩點(diǎn)間的距離相等間的距離相等3.3.質(zhì)量的測(cè)量誤差、紙帶上打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)間隔距離的測(cè)量誤質(zhì)量的測(cè)量誤差、紙帶上打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)間隔距離的測(cè)量誤差、細(xì)繩或紙帶不與木板平行等都會(huì)引起誤差差、細(xì)繩或紙帶不與木板平行等都會(huì)引起誤差1.1.在平衡摩擦力時(shí)，不要把懸掛小盤的細(xì)繩系在小車上，即不在平衡摩擦力時(shí)，不要把懸掛小盤的細(xì)繩系在小車上，即不要給小車加任何牽引力，并要讓小車拖著紙

10、帶勻速運(yùn)動(dòng)要給小車加任何牽引力，并要讓小車拖著紙帶勻速運(yùn)動(dòng)2.2.整個(gè)實(shí)驗(yàn)平衡了摩擦力后，不管以后是改變小盤和砝碼的總整個(gè)實(shí)驗(yàn)平衡了摩擦力后，不管以后是改變小盤和砝碼的總質(zhì)量還是改變小車和砝碼的總質(zhì)量，都不需要重新平衡摩擦力質(zhì)量還是改變小車和砝碼的總質(zhì)量，都不需要重新平衡摩擦力3.3.每條紙帶都必須在滿足小車的質(zhì)量遠(yuǎn)大于小盤和砝碼的總質(zhì)每條紙帶都必須在滿足小車的質(zhì)量遠(yuǎn)大于小盤和砝碼的總質(zhì)量的條件下打出量的條件下打出. .只有如此，小盤和砝碼的總重力才可視為小車只有如此，小盤和砝碼的總重力才可視為小車受到的拉力受到的拉力4.4.改變拉力和小車質(zhì)量后，每次開(kāi)始時(shí)小車應(yīng)盡量靠近打點(diǎn)計(jì)改變拉力和小車質(zhì)

11、量后，每次開(kāi)始時(shí)小車應(yīng)盡量靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，并應(yīng)先接通電源，再放開(kāi)小車，且應(yīng)在小車到達(dá)定滑輪時(shí)器，并應(yīng)先接通電源，再放開(kāi)小車，且應(yīng)在小車到達(dá)定滑輪前按住小車前按住小車5.5.作圖象時(shí)，要使盡可能多的點(diǎn)在所作直線上，不在直線上的作圖象時(shí)，要使盡可能多的點(diǎn)在所作直線上，不在直線上的點(diǎn)應(yīng)盡可能對(duì)稱地分布在所作直線兩側(cè)點(diǎn)應(yīng)盡可能對(duì)稱地分布在所作直線兩側(cè)6.6.作圖時(shí)兩軸標(biāo)度比例要適當(dāng)，各量須采用國(guó)際單位作圖時(shí)兩軸標(biāo)度比例要適當(dāng)，各量須采用國(guó)際單位. .這樣作圖這樣作圖線時(shí)，坐標(biāo)點(diǎn)間距不至于過(guò)密，誤差會(huì)小些線時(shí)，坐標(biāo)點(diǎn)間距不至于過(guò)密，誤差會(huì)小些7.7.為提高測(cè)量精度為提高測(cè)量精度(1)(1)應(yīng)舍掉紙帶上開(kāi)

12、頭比較密集的點(diǎn)，在后邊便于測(cè)量的地方找一應(yīng)舍掉紙帶上開(kāi)頭比較密集的點(diǎn)，在后邊便于測(cè)量的地方找一個(gè)起點(diǎn)個(gè)起點(diǎn). .(2)(2)可以把每打五次點(diǎn)的時(shí)間作為時(shí)間單位，即從開(kāi)始點(diǎn)起，每五可以把每打五次點(diǎn)的時(shí)間作為時(shí)間單位，即從開(kāi)始點(diǎn)起，每五個(gè)點(diǎn)標(biāo)出一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，則相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為個(gè)點(diǎn)標(biāo)出一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，則相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為T=0.1 s. T=0.1 s. 本實(shí)驗(yàn)中可以用氣墊導(dǎo)軌來(lái)代替長(zhǎng)木板本實(shí)驗(yàn)中可以用氣墊導(dǎo)軌來(lái)代替長(zhǎng)木板, ,這樣就省去了平衡小車這樣就省去了平衡小車摩擦力的麻煩摩擦力的麻煩, ,小車的加速度也可以利用傳感器小車的加速度也可以利用傳感器, ,借助于計(jì)算機(jī)借助于計(jì)算機(jī)來(lái)處理來(lái)處

13、理 實(shí)實(shí)驗(yàn)原理和實(shí)驗(yàn)器材的分析驗(yàn)原理和實(shí)驗(yàn)器材的分析【例證【例證1 1】(2011(2011浙江高考浙江高考) )在在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)時(shí)，已提供了小車、一端附有定滑輪的長(zhǎng)木板、紙帶、帶實(shí)驗(yàn)時(shí)，已提供了小車、一端附有定滑輪的長(zhǎng)木板、紙帶、帶小盤的細(xì)線、刻度尺、天平、導(dǎo)線小盤的細(xì)線、刻度尺、天平、導(dǎo)線. .為了完成實(shí)驗(yàn)，還須從圖中為了完成實(shí)驗(yàn)，還須從圖中選取實(shí)驗(yàn)器材，其名稱是選取實(shí)驗(yàn)器材，其名稱是_；并分別寫(xiě)出所選器材的作用；并分別寫(xiě)出所選器材的作用_. _. 【規(guī)范解答】【規(guī)范解答】為測(cè)量小車的加速度，需記錄小車運(yùn)動(dòng)的位置和為測(cè)量小車的加速度，需記錄小

14、車運(yùn)動(dòng)的位置和時(shí)間，這可利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和紙帶完成時(shí)間，這可利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和紙帶完成. .所以，實(shí)驗(yàn)中應(yīng)有打點(diǎn)所以，實(shí)驗(yàn)中應(yīng)有打點(diǎn)計(jì)時(shí)器計(jì)時(shí)器. .實(shí)驗(yàn)中需要改變小車的質(zhì)量，這可通過(guò)在小車上添加鉤實(shí)驗(yàn)中需要改變小車的質(zhì)量，這可通過(guò)在小車上添加鉤碼來(lái)實(shí)現(xiàn)，所以實(shí)驗(yàn)中應(yīng)有鉤碼碼來(lái)實(shí)現(xiàn)，所以實(shí)驗(yàn)中應(yīng)有鉤碼. .實(shí)驗(yàn)中還需要改變小車所受拉實(shí)驗(yàn)中還需要改變小車所受拉力的大小，這可通過(guò)改變盤中的砝碼的數(shù)目來(lái)改變，所以實(shí)驗(yàn)力的大小，這可通過(guò)改變盤中的砝碼的數(shù)目來(lái)改變，所以實(shí)驗(yàn)中應(yīng)有砝碼中應(yīng)有砝碼. .學(xué)生電源為電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器提供交流電源；電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器學(xué)生電源為電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器提供交流電源；電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器( (

15、電電火花計(jì)時(shí)器火花計(jì)時(shí)器) )記錄小車運(yùn)動(dòng)的位置和時(shí)間；鉤碼用以改變小車的記錄小車運(yùn)動(dòng)的位置和時(shí)間；鉤碼用以改變小車的質(zhì)量；砝碼用以改變小車受到的拉力的大小，還可用于測(cè)量小質(zhì)量；砝碼用以改變小車受到的拉力的大小，還可用于測(cè)量小車的質(zhì)量車的質(zhì)量. . 答案：答案：學(xué)生電源、電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、鉤碼、砝碼學(xué)生電源、電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、鉤碼、砝碼( (或電火花計(jì)或電火花計(jì)時(shí)器、鉤碼、砝碼時(shí)器、鉤碼、砝碼) ) 見(jiàn)規(guī)范解答見(jiàn)規(guī)范解答 實(shí)驗(yàn)原理和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理實(shí)驗(yàn)原理和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理【例證【例證2 2】(2012(2012德州模擬德州模擬) )某組同學(xué)設(shè)計(jì)了某組同學(xué)設(shè)計(jì)了“探究加速度探究加速度a a與物與物體所

16、受合力體所受合力F F及質(zhì)量及質(zhì)量m m的關(guān)系的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn). .圖甲為實(shí)驗(yàn)裝置簡(jiǎn)圖，圖甲為實(shí)驗(yàn)裝置簡(jiǎn)圖，A A為小為小車，車，B B為電火花計(jì)時(shí)器，為電火花計(jì)時(shí)器，C C為裝有細(xì)砂的小桶，為裝有細(xì)砂的小桶，D D為一端帶有定滑輪為一端帶有定滑輪的長(zhǎng)方形木板，實(shí)驗(yàn)中認(rèn)為細(xì)繩對(duì)小車的拉力的長(zhǎng)方形木板，實(shí)驗(yàn)中認(rèn)為細(xì)繩對(duì)小車的拉力F F等于細(xì)砂和小桶的等于細(xì)砂和小桶的總重量，小車運(yùn)動(dòng)的加速度總重量，小車運(yùn)動(dòng)的加速度a a可用紙帶上打出的點(diǎn)求得可用紙帶上打出的點(diǎn)求得. . (1)(1)圖乙為某次實(shí)驗(yàn)得到的紙帶，已知實(shí)驗(yàn)所用電源的頻率為圖乙為某次實(shí)驗(yàn)得到的紙帶，已知實(shí)驗(yàn)所用電源的頻率為50 Hz.50

17、 Hz.根據(jù)紙帶可求出電火花計(jì)時(shí)器打根據(jù)紙帶可求出電火花計(jì)時(shí)器打B B點(diǎn)時(shí)的速度為點(diǎn)時(shí)的速度為_(kāi)m/s_m/s，小車的加速度大小為小車的加速度大小為_(kāi)m/s_m/s2 2.(.(結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字) )(2)(2)在在“探究加速度探究加速度a a與質(zhì)量與質(zhì)量m m的關(guān)系的關(guān)系”時(shí)，某同學(xué)按照自己的方時(shí)，某同學(xué)按照自己的方案將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)在坐標(biāo)系中進(jìn)行了標(biāo)注，但尚未完成圖象案將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)在坐標(biāo)系中進(jìn)行了標(biāo)注，但尚未完成圖象( (如圖所如圖所示示).).請(qǐng)繼續(xù)幫助該同學(xué)作出坐標(biāo)系中的圖象請(qǐng)繼續(xù)幫助該同學(xué)作出坐標(biāo)系中的圖象. .(3)(3)在在“探究加速度探究加速度a a與合力與

18、合力F F的關(guān)系的關(guān)系”時(shí)，時(shí)，該同學(xué)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出了加速度該同學(xué)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出了加速度a a與合與合力力F F的圖線如圖丙，該圖線不通過(guò)坐標(biāo)原的圖線如圖丙，該圖線不通過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)，試分析圖線不通過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)的原因點(diǎn)，試分析圖線不通過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)的原因. .答：答：_._.【規(guī)范解答】【規(guī)范解答】(1)AC(1)AC這段位移的平均速度等于這段位移的平均速度等于ACAC這段時(shí)間中間時(shí)這段時(shí)間中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度，即刻的瞬時(shí)速度，即B B點(diǎn)的瞬時(shí)速度，故點(diǎn)的瞬時(shí)速度，故 m/s=1.6 m/s.m/s=1.6 m/s.由逐差法求解小由逐差法求解小車的加速度車的加速度a= a= m/s m/s2 2=3.

19、2 m/s=3.2 m/s2 2 2B6.196.7010ABBCv4T4 0.02 2CDDEABBC4 2T227.217.726.196.701042 0.02(2)(2)將坐標(biāo)系中各點(diǎn)連成一條直線，連接時(shí)應(yīng)使直線過(guò)盡可能多將坐標(biāo)系中各點(diǎn)連成一條直線，連接時(shí)應(yīng)使直線過(guò)盡可能多的點(diǎn)，不在直線上的點(diǎn)應(yīng)大致對(duì)稱地分布在直線的兩側(cè)，離直的點(diǎn)，不在直線上的點(diǎn)應(yīng)大致對(duì)稱地分布在直線的兩側(cè)，離直線較遠(yuǎn)的點(diǎn)應(yīng)視為錯(cuò)誤數(shù)據(jù)，不予考慮，連線如圖所示線較遠(yuǎn)的點(diǎn)應(yīng)視為錯(cuò)誤數(shù)據(jù)，不予考慮，連線如圖所示. .(3)(3)圖線與橫軸有截距，說(shuō)明實(shí)驗(yàn)前沒(méi)有平衡摩擦力或平衡摩擦圖線與橫軸有截距，說(shuō)明實(shí)驗(yàn)前沒(méi)有平衡摩擦力或

20、平衡摩擦力不夠力不夠. .答案：答案：(1)1.6 3.2 (2)(1)1.6 3.2 (2)見(jiàn)規(guī)范解答見(jiàn)規(guī)范解答 (3)(3)實(shí)驗(yàn)前沒(méi)有平衡摩擦力或平衡摩擦力不夠?qū)嶒?yàn)前沒(méi)有平衡摩擦力或平衡摩擦力不夠1.1.關(guān)于關(guān)于“探究加速度與物體的質(zhì)量、物體受力的關(guān)系探究加速度與物體的質(zhì)量、物體受力的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中實(shí)驗(yàn)中驗(yàn)證驗(yàn)證“作用力一定時(shí)，加速度與質(zhì)量成反比作用力一定時(shí)，加速度與質(zhì)量成反比”的實(shí)驗(yàn)過(guò)程，以的實(shí)驗(yàn)過(guò)程，以下做法中正確的是下做法中正確的是( )( )A.A.平衡摩擦力時(shí)，應(yīng)將裝沙的小桶用細(xì)繩通過(guò)定滑輪系在小車平衡摩擦力時(shí)，應(yīng)將裝沙的小桶用細(xì)繩通過(guò)定滑輪系在小車上上B.B.每次改變小車的質(zhì)量時(shí)

21、，不需要重新平衡摩擦力每次改變小車的質(zhì)量時(shí)，不需要重新平衡摩擦力C.C.實(shí)驗(yàn)時(shí)，先放開(kāi)小車，再接通電源實(shí)驗(yàn)時(shí)，先放開(kāi)小車，再接通電源D.D.可以利用天平測(cè)出沙桶和沙的質(zhì)量可以利用天平測(cè)出沙桶和沙的質(zhì)量m m和小車質(zhì)量和小車質(zhì)量M M，直接用公，直接用公式式a= a= 求出加速度求出加速度mgM【解析】【解析】選選B.B.平衡摩擦力時(shí)，使小車的重力沿斜面向下的分力平衡摩擦力時(shí)，使小車的重力沿斜面向下的分力與小車運(yùn)動(dòng)所受摩擦力平衡，所以不能將小桶系在小車上，與小車運(yùn)動(dòng)所受摩擦力平衡，所以不能將小桶系在小車上，A A錯(cuò)誤；錯(cuò)誤；平衡摩擦力后，小車和板間的動(dòng)摩擦因數(shù)平衡摩擦力后，小車和板間的動(dòng)摩擦因數(shù)

22、tantan，與小，與小車的質(zhì)量無(wú)關(guān)，所以改變小車的質(zhì)量時(shí)，不需要重新平衡摩擦車的質(zhì)量無(wú)關(guān)，所以改變小車的質(zhì)量時(shí)，不需要重新平衡摩擦力，力，B B正確；實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)先接通電源，待打點(diǎn)穩(wěn)定后，放開(kāi)小正確；實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)先接通電源，待打點(diǎn)穩(wěn)定后，放開(kāi)小車，車，C C錯(cuò)誤；本實(shí)驗(yàn)是探究作用力一定時(shí)，加速度與質(zhì)量成反錯(cuò)誤；本實(shí)驗(yàn)是探究作用力一定時(shí)，加速度與質(zhì)量成反比，不能直接用公式比，不能直接用公式a= a= 求加速度，求加速度，D D錯(cuò)誤錯(cuò)誤. . mgM2.(20122.(2012舟山模擬舟山模擬) )在探究在探究“加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實(shí)的實(shí)驗(yàn)中：驗(yàn)中：(1)(1)某同學(xué)將實(shí)

23、驗(yàn)器材組裝成如圖所示某同學(xué)將實(shí)驗(yàn)器材組裝成如圖所示. .在接通電源進(jìn)行實(shí)驗(yàn)之在接通電源進(jìn)行實(shí)驗(yàn)之前，請(qǐng)你指出該裝置中的錯(cuò)誤或不妥之處：前，請(qǐng)你指出該裝置中的錯(cuò)誤或不妥之處：_ _ (2)(2)改正實(shí)驗(yàn)裝置后，該同學(xué)順利地完成了實(shí)驗(yàn)改正實(shí)驗(yàn)裝置后，該同學(xué)順利地完成了實(shí)驗(yàn). .如圖是他在實(shí)如圖是他在實(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 s0.1 s，由圖中的數(shù)據(jù)可算得小車的加速度，由圖中的數(shù)據(jù)可算得小車的加速度a a為為_(kāi)m/s_m/s2 2.(.(結(jié)結(jié)果取兩位有效數(shù)字果取兩位有效數(shù)字) ) 【解析】【解析】(1)(1)打

24、點(diǎn)計(jì)時(shí)器應(yīng)使用交流電源，而實(shí)驗(yàn)中使用的是干打點(diǎn)計(jì)時(shí)器應(yīng)使用交流電源，而實(shí)驗(yàn)中使用的是干電池電池( (直流電源直流電源););實(shí)驗(yàn)時(shí)利用沙桶及沙的重力作為小車所受的合實(shí)驗(yàn)時(shí)利用沙桶及沙的重力作為小車所受的合外力，而小車會(huì)受到長(zhǎng)木板的摩擦力作用，故應(yīng)該將小車的摩外力，而小車會(huì)受到長(zhǎng)木板的摩擦力作用，故應(yīng)該將小車的摩擦力平衡，實(shí)驗(yàn)中沒(méi)有平衡小車的摩擦力擦力平衡，實(shí)驗(yàn)中沒(méi)有平衡小車的摩擦力; ;實(shí)驗(yàn)時(shí)小車應(yīng)該靠近實(shí)驗(yàn)時(shí)小車應(yīng)該靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，而實(shí)驗(yàn)中小車初始位置離打點(diǎn)計(jì)時(shí)器太遠(yuǎn)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，而實(shí)驗(yàn)中小車初始位置離打點(diǎn)計(jì)時(shí)器太遠(yuǎn). .(2)(2)由逐差法求解小車的加速度：由逐差法求解小車的加速度：答案：答

25、案：(1)(1)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器不應(yīng)使用干電池，應(yīng)使用交流電源打點(diǎn)計(jì)時(shí)器不應(yīng)使用干電池，應(yīng)使用交流電源; ;實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)中沒(méi)有平衡小車的摩擦力中沒(méi)有平衡小車的摩擦力; ;小車的初始位置離打點(diǎn)計(jì)時(shí)器太遠(yuǎn)小車的初始位置離打點(diǎn)計(jì)時(shí)器太遠(yuǎn). .(2)0.19(2)0.19、0.200.20均正確均正確 341222222xxxxa4T4.04 1.63 1.6310m/s0.20 m/s .4 0.1 3.3.在探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系在探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系實(shí)驗(yàn)中，采用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置，實(shí)驗(yàn)中，采用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置，小車及車中砝碼的質(zhì)量用小車及車中砝碼的質(zhì)量用M M表示，表示，盤及盤中砝碼的質(zhì)量用盤

26、及盤中砝碼的質(zhì)量用m m表示，小表示，小車的加速度可由小車拖動(dòng)的紙帶打上的點(diǎn)計(jì)算出車的加速度可由小車拖動(dòng)的紙帶打上的點(diǎn)計(jì)算出. . (1)(1)當(dāng)當(dāng)M M與與m m的大小關(guān)系滿足的大小關(guān)系滿足_時(shí)，才可以認(rèn)為繩對(duì)小車的拉時(shí)，才可以認(rèn)為繩對(duì)小車的拉力大小等于盤及盤中砝碼的重力力大小等于盤及盤中砝碼的重力. .(2)(2)一組同學(xué)在做加速度與質(zhì)量的關(guān)系實(shí)驗(yàn)時(shí)，保持盤及盤中砝一組同學(xué)在做加速度與質(zhì)量的關(guān)系實(shí)驗(yàn)時(shí)，保持盤及盤中砝碼的質(zhì)量一定，改變小車及車中砝碼的質(zhì)量，測(cè)出相應(yīng)的加速碼的質(zhì)量一定，改變小車及車中砝碼的質(zhì)量，測(cè)出相應(yīng)的加速度，采用圖象法處理數(shù)據(jù)度，采用圖象法處理數(shù)據(jù). .為了比較容易地觀測(cè)

27、加速度為了比較容易地觀測(cè)加速度a a與質(zhì)量與質(zhì)量M M的關(guān)系，應(yīng)該做的關(guān)系，應(yīng)該做a a與與_的圖象的圖象. .(3)(3)乙、丙同學(xué)用同一裝置做實(shí)驗(yàn)，畫(huà)出了各乙、丙同學(xué)用同一裝置做實(shí)驗(yàn)，畫(huà)出了各自得到的自得到的a- a- 圖線如圖所示，兩個(gè)同學(xué)做實(shí)圖線如圖所示，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？驗(yàn)時(shí)的哪一個(gè)物理量取值不同？1M【解析】【解析】(1)(1)只有只有M M與與m m滿足滿足M mM m才能使繩對(duì)小車的拉力近似等于才能使繩對(duì)小車的拉力近似等于盤及盤中砝碼的重力盤及盤中砝碼的重力. .(2)(2)由于由于a a 所以所以a- a- 圖象應(yīng)是一條過(guò)原點(diǎn)的直線，所以數(shù)據(jù)圖象應(yīng)是一條

28、過(guò)原點(diǎn)的直線，所以數(shù)據(jù)處理時(shí)，常作出處理時(shí)，常作出a a與與 的圖象的圖象. .(3)(3)兩小車及車上的砝碼的總質(zhì)量相等時(shí)，由圖象知乙的加速度兩小車及車上的砝碼的總質(zhì)量相等時(shí)，由圖象知乙的加速度大，故乙的拉力大，故乙的拉力F F大大( (或乙的盤及盤中砝碼的質(zhì)量大或乙的盤及盤中砝碼的質(zhì)量大).).答案：答案：(1)M m (2) (3)(1)M m (2) (3)拉力拉力F F 1M，1M1M1M4.4.若測(cè)得某一物體質(zhì)量若測(cè)得某一物體質(zhì)量m m一定時(shí)，一定時(shí)，a a與與F F的有關(guān)數(shù)據(jù)資料如表所示：的有關(guān)數(shù)據(jù)資料如表所示：(1)(1)根據(jù)表中數(shù)據(jù)，畫(huà)出根據(jù)表中數(shù)據(jù)，畫(huà)出a-Fa-F圖象圖象

29、. .a/ms-2 1.984.065.958.12F/N 1.002.003.004.00(2)(2)根據(jù)圖象判定：當(dāng)根據(jù)圖象判定：當(dāng)m m一定時(shí)，一定時(shí)，a a與與F F的關(guān)系為的關(guān)系為_(kāi)._.(3)(3)若甲、乙兩同學(xué)在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，由于沒(méi)若甲、乙兩同學(xué)在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，由于沒(méi)有按照正確步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，處理數(shù)據(jù)后得有按照正確步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，處理數(shù)據(jù)后得出如圖所示的出如圖所示的a-Fa-F圖象圖象. .試分析甲、乙兩同學(xué)可能存在的問(wèn)題：試分析甲、乙兩同學(xué)可能存在的問(wèn)題：甲：甲：_；乙：乙：_. _. 【解析】【解析】(1)(1)若若a a與與F F成正比，則圖象是一條過(guò)原點(diǎn)的直線成正比，則圖象是一條

30、過(guò)原點(diǎn)的直線. .同時(shí)，同時(shí)，因?qū)嶒?yàn)中不可避免地出現(xiàn)誤差，研究誤差產(chǎn)生的原因，從而減因?qū)嶒?yàn)中不可避免地出現(xiàn)誤差，研究誤差產(chǎn)生的原因，從而減小誤差，增大實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性，則在誤差允許范圍內(nèi)圖象是一條小誤差，增大實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性，則在誤差允許范圍內(nèi)圖象是一條過(guò)原點(diǎn)的直線即可過(guò)原點(diǎn)的直線即可. .連線時(shí)應(yīng)使直線過(guò)盡可能多的點(diǎn)，不在直線連線時(shí)應(yīng)使直線過(guò)盡可能多的點(diǎn)，不在直線上的點(diǎn)應(yīng)大致對(duì)稱地分布在直線兩側(cè)，離直線較遠(yuǎn)的點(diǎn)應(yīng)視為上的點(diǎn)應(yīng)大致對(duì)稱地分布在直線兩側(cè)，離直線較遠(yuǎn)的點(diǎn)應(yīng)視為錯(cuò)誤數(shù)據(jù)，不予考慮錯(cuò)誤數(shù)據(jù)，不予考慮. .描點(diǎn)畫(huà)圖如圖所示描點(diǎn)畫(huà)圖如圖所示. . (2)(2)由圖可知由圖可知a a與與F F的關(guān)系

31、是正比例關(guān)系的關(guān)系是正比例關(guān)系. .(3)(3)圖中甲在縱軸上有截距，說(shuō)明繩對(duì)小車?yán)榱銜r(shí)小車就有圖中甲在縱軸上有截距，說(shuō)明繩對(duì)小車?yán)榱銜r(shí)小車就有加速度加速度a a0 0，可能是平衡摩擦力過(guò)度所致，可能是平衡摩擦力過(guò)度所致. .乙在橫軸上有截距，可乙在橫軸上有截距，可能是實(shí)驗(yàn)前沒(méi)有平衡摩擦力或平衡摩擦力不夠能是實(shí)驗(yàn)前沒(méi)有平衡摩擦力或平衡摩擦力不夠. .答案：答案：(1)(1)見(jiàn)解析見(jiàn)解析 (2)(2)正比例關(guān)系正比例關(guān)系 (3)(3)平衡摩擦力時(shí)木板抬得平衡摩擦力時(shí)木板抬得過(guò)高過(guò)高 沒(méi)有平衡摩擦力或平衡摩擦力不夠沒(méi)有平衡摩擦力或平衡摩擦力不夠5.(20125.(2012蘇州模擬蘇州模擬)

32、(1)(1)如圖為某同學(xué)所安裝的如圖為某同學(xué)所安裝的“探究加速度與探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系力、質(zhì)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)裝置，在圖示狀態(tài)下開(kāi)始做實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)裝置，在圖示狀態(tài)下開(kāi)始做實(shí)驗(yàn). .該同該同學(xué)在裝置和操作中的主要錯(cuò)誤有學(xué)在裝置和操作中的主要錯(cuò)誤有:_.:_.( (至少寫(xiě)出兩處至少寫(xiě)出兩處) )(2)(2)在在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，為了使小車的實(shí)驗(yàn)中，為了使小車受到的合外力等于砂和砂桶的總重力，通常采用如下兩個(gè)措施：受到的合外力等于砂和砂桶的總重力，通常采用如下兩個(gè)措施：a.a.平衡摩擦力：將長(zhǎng)木板無(wú)滑輪的一端下面墊一小木塊，反復(fù)移平衡摩擦力：將長(zhǎng)木板

33、無(wú)滑輪的一端下面墊一小木塊，反復(fù)移動(dòng)木塊的位置，直到小車在砂桶的拉動(dòng)下帶動(dòng)紙帶與小車一起做動(dòng)木塊的位置，直到小車在砂桶的拉動(dòng)下帶動(dòng)紙帶與小車一起做勻速直線運(yùn)動(dòng)勻速直線運(yùn)動(dòng). .b.b.調(diào)整砂的多少，使砂和砂桶的總質(zhì)量調(diào)整砂的多少，使砂和砂桶的總質(zhì)量m m遠(yuǎn)小于小車和砝碼的總遠(yuǎn)小于小車和砝碼的總質(zhì)量質(zhì)量M.M.以上哪一個(gè)措施中有錯(cuò)誤？有何重大錯(cuò)誤？以上哪一個(gè)措施中有錯(cuò)誤？有何重大錯(cuò)誤？答：答： _在改正了上述錯(cuò)誤之后，保持小車及砝碼的總質(zhì)量在改正了上述錯(cuò)誤之后，保持小車及砝碼的總質(zhì)量M M不變，反不變，反復(fù)改變砂的質(zhì)量，并測(cè)得一系列數(shù)據(jù)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)小車受到的合復(fù)改變砂的質(zhì)量，并測(cè)得一系列數(shù)據(jù)，結(jié)果

34、發(fā)現(xiàn)小車受到的合外力外力( (砂桶及砂的總重量砂桶及砂的總重量) )與加速度的比值略大于小車及砝碼的與加速度的比值略大于小車及砝碼的總質(zhì)量總質(zhì)量M.M.經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)滑輪非常光滑，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器工作正常，且經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)滑輪非常光滑，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器工作正常，且事先基本上平衡了摩擦力，那么出現(xiàn)這種情況的主要原因是什事先基本上平衡了摩擦力，那么出現(xiàn)這種情況的主要原因是什么？么？答：答：_ _ 【解析】【解析】(1)(1)主要錯(cuò)誤有：主要錯(cuò)誤有：長(zhǎng)木板右端未墊高以平衡摩擦力；長(zhǎng)木板右端未墊高以平衡摩擦力；打點(diǎn)計(jì)時(shí)器用的是直流打點(diǎn)計(jì)時(shí)器用的是直流電源；電源；牽引小車的細(xì)線沒(méi)有與木板平行；牽引小車的細(xì)線沒(méi)有與木板平行；開(kāi)始實(shí)驗(yàn)時(shí)，小開(kāi)始實(shí)驗(yàn)時(shí)，小車離打點(diǎn)計(jì)時(shí)器太遠(yuǎn)車離打點(diǎn)計(jì)時(shí)器太遠(yuǎn). .(2)(2)a a中平衡摩擦力時(shí)，不應(yīng)用砂桶拉動(dòng)小車做勻速運(yùn)動(dòng)，應(yīng)中平衡摩擦力時(shí)，不應(yīng)用砂桶拉動(dòng)小車做勻速運(yùn)動(dòng)，應(yīng)讓小車自身的重力沿斜面方向的分力來(lái)平衡摩擦力讓小車自身的重力沿斜面方向的分力來(lái)平衡摩擦力. .由于砂桶及砂向下加速，處于失重狀態(tài)，拉小車的合外力由于砂桶及砂向下加速，處于失重狀態(tài)，拉小車的合外力F Fmg,mg,而處理數(shù)據(jù)時(shí)又將而處理數(shù)據(jù)時(shí)又將F F按等于按等于mgmg處理處理. .因此因此答案：答案：見(jiàn)解析見(jiàn)解析FmgM.aa