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1、第2节 实验：探究加速度与力、质量之间的关系【学习要求】1了解实验过程，体验科学研究的方法；了解控制变量法研究物理规律。2掌握利用图象处理实验数据的方法。【课堂活动】1物体运动状态的描述：物体的运动状态通常用 _ 来描述；运动状态变化快慢用_来描述。物体运动状态发生改变时，物体一定受到_的作用2猜想：物体的运动状态改变的快慢，即物体加速度大小与 _和 _有关。3实验探究：加速度与力的关系A实验设计：控制变量：在探究物体的加速度与所受外力关系时，控制 _不变。实验装置：为了研究方便，我们设计物体在恒定外力作用下做匀加速直线运动。加速度的测量：某次打点计时器，打出的纸带如下图所示。 用刻度尺测量计
2、数点1、2、3、4、5、6到计数点0间的距离d1、d2、d3、d4、d5、d6。逐差法求加速度：（相邻两个计数点间时间间隔为T）x1 = d1、x2 = d2 d1、x3= d3 d2、x4 = d4 d3、x5 = d5 d4、x6 = d6 d5、x4 x1 = 3a1T2、x5 x2 = 3a2T2、x6 x3 = 3a1T2则物体的加速度a = _ _B实验过程： 按照图示装置安装实验仪器。（要求：小车的质量远大于砝码和砝码盘的总质量） 不挂砝码和砝码盘，用小木块垫起长木板的另一端使，木板与水平面成一个较小的角度。角度设计要求：轻推小车，小车拖动纸带在长木板上做 _ 运动（或者说，纸带
3、上打出点迹 _ _），这个过程叫做 _。 用天平测量砝码和砝码盘的总质量m0，则牵引小车的力可认为是 _；将砝码和砝码盘挂在牵引小车的细线上，并悬于空中；使小车靠近打点计时器，先 _，然后释放小车，并打点，取下纸带，并在纸带上标出明m0数值，以便数据处理时使用。 在砝码盘里添加砝码，并测量出总质量m，重复步骤 此后依次添加砝码，重复上述实验3次以上。 测量并计算加速度。（测量结果记录在下列表格中）C数据处理：分析与研究，建立坐标系，描点绘图（a F图象）结论：a F 图象是 _，说明在物体 _ 保持不变时，物体的加速度 a 与物体所受的外力 F 成 _关系。加速度和质量的关系A实验设计： 控制
4、变量：在探究加速度与物体质量关系时，控制 _不变。 实验装置：与探究加速度与物体所受外力相同。B实验过程： 实验装置的组装。 平衡摩擦力 固定砝码和砝码盘的总质量（保持牵引力不变），先测量小车质量M0，并在小车在添加一个质量为M/的钩码，接通电源，释放小车，打点，取下纸带，并在纸上标上M=（M0+ M/）的值。 重新换一条纸带，在小车内再添加一个钩码，重复步骤。 重复上述实验至少3次。 实验并记录数据（记录在下表中）。C数据处理： 作a M图象：图象是 _，较难判断a与M间的关系，若a与M成反比，那么图象应当是 _，然而我们无法根据图象来判断这条曲线是否就是_，因此，可以从另一个角度来思考，即
5、如果a与M成反比，也就是a与1/M成正比，如果作出a 1/M图象，那么图象应当是 _。根据上述思考作a 1/M图象，从该图象可知a与M成 _ 关系。 实验结论：当物体所受的合外力保持不变时，物体的加速度a与物体的质量M成 _ _。【巩固练习】1关于“探究加速度与力、质量的关系”的实验，下列说法中符合实际的是 A通过同时改变小车的质量m及受到的拉力F的研究，能归纳出加速度、力、质量三者之间的关系B通过保持小车质量不变，只改变小车的拉力的研究，就可以归纳出加速度、力、质量三者之间的关系C通过保持小车受力不变，只改变小车质量的研究，就可以得出加速度、力、质量三者之间的关系D先不改变小车质量，研究加速
6、度与力的关系；再不改变受力，研究加速度与质量的关系，最后归纳出加速度、力、质量三者之间的关系2在利用打点计时器和小车来做“验证牛顿运动定律的实验时，下列说法中正确的是 （ ）A平衡摩擦力时，应将砝码盘及盘内砝码通过定滑轮拴在小车上B连接砝码盘和小车的细绳应跟长木板保持平行C平衡摩擦力后，长木板的位置不能移动D小车释放前应靠近打点计时器，且应先接电源再释放小车3在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，下列说法中正确的是()A为了减小实验误差，悬挂物的质量应远小于车和砝码的质量B为减小小车、纸带受到摩擦力对实验的影响，需要把小车运动平面起始端抬高C实验结果采用描点法画图象，是为了减小误差D实验结
7、果采用a坐标作图，是为了根据图线直观地作出判断4在探究加速度与力、质量的关系的实验中备有下列器材：A打点计时器B天平C秒表D低压交流电源E电池F纸带G细绳、砝码、小车、小盘H薄木板I装有沙的小桶其中多余的器材是_缺少的器材是_5如图所示，是某次利用气垫导轨探究加速度与力、质量关系的实验装置安装完毕后的示意图，图中A为沙桶和沙，B为定滑轮，C为滑块及上面添加的砝码，D为纸带，E为电火花计时器，F为蓄电池，电压为6V，G是电键，请指出图中的三处错误：(1)_；(2)_；(3)_6甲、乙、丙、丁四位同学在做探究加速度与物体质量和合外力的关系的实验时，(使用右图所示的装置)，设小车质量和车上砝码质量之
8、和为M，砂及砂桶的总质量为m，分别得出如下图中甲、乙、丙、丁四条图线，其中图甲、乙、丙是aF图线，图丁是a1/M图线，则下列说法中正确的是A甲和乙较好地把握了实验条件M远大于mB丙和丁没有把握好实验条件M远大于mC甲同学长木板的倾角太小，而乙同学长木板倾角太大D甲、乙、丙三同学中，丙同学较好地完成了平衡摩擦力的操作小车小车细线控制装置滑轮砝码盘和砝码图甲7在“探究加速度与物体质量、物体受力的关系”活动中，某小组设计了如图甲所示的实验装置。图中上下两层水平轨道表面光滑，两小车前端系上细线，细线跨过滑轮并挂上砝码盘，两小车尾部细线连到控制装置上，实验时通过控制装置使两小车同时开始运动，然后同时停止
9、。（1）做“验证牛顿运动定律的实验，主要的步骤有，排列出正确的顺序 A将一端附有定滑轮的长木板放在水平桌面上，取两个质量相等的小车，放在光滑的水平长木板上B打开夹子，让两个小车同时从静止开始运动，小车运动一段距离后，夹上夹子，让它们同时停下来，用刻度尺分别测出两个小车在这一段时间内通过的位移大小C分析所得到的两个小车在相同时间内通过的位移大小与小车所受的水平拉力的大小关系，从而得到质量相等的物体运动的加速度与物体所受作用力大小的关系实验次数小车拉力F/N位移s/cm10.10.246.5120.229.040.343.6330.341.160.444.8040.436.430.545.56D在
10、小车的后端也分别系上细绳，用一只夹子夹住这两根细绳E在小车的前端分别系上细绳，绳的另一端跨过定滑轮各挂一个小盘，盘内分别放着数目不等的砝码，使砝码盘和盘内砝码的总质量远小于小车的质量，分别用天平测出两个砝码盘和盘内砝码的总质量（2）在安装实验装置时，应调整滑轮的高度，使 ；在实验时，为减小系统误差，应使砝码盘和砝码的总质量 小车的质量（选填“远大于”、“远小于”、“等于”）。（3）本实验通过比较两小车的位移来比较小车加速度的大小，能这样比较，是因为 。（4）实验中获得数据如下表所示： 小车、的质量m均为200g。在第1次实验中小车从图乙中的A点运动到B点，请将测量结果填到表中空格处。通过分析，可知表中第 次实验数据存在明显错误，应舍弃。