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1、第二节 实验：探究加速度与力、质量的关系语文课本中的文章都是精选的比较优秀的文章,还有不少名家名篇。如果有选择循序渐进地让学生背诵一些优秀篇目、精彩段落,对提高学生的水平会大有裨益。现在,不少语文教师在分析课文时,把文章解体的支离破碎,总在文章的技巧方面下功夫。结果教师费劲,学生头疼。分析完之后,学生收效甚微,没过几天便忘的一干二净。造成这种事倍功半的尴尬局面的关键就是对文章读的不熟。常言道“书读百遍,其义自见”,如果有目的、有计划地引导学生反复阅读课文,或细读、默读、跳读,或听读、范读、轮读、分角色朗读,学生便可以在读中自然领悟文章的思想内容和写作技巧,可以在读中自然加强语感,增强语言的感受
2、力。久而久之,这种思想内容、写作技巧和语感就会自然渗透到学生的语言意识之中,就会在写作中自觉不自觉地加以运用、创造和发展。 课时小测单靠“死”记还不行,还得“活”用,姑且称之为“先死后活”吧。让学生把一周看到或听到的新鲜事记下来,摒弃那些假话套话空话,写出自己的真情实感,篇幅可长可短,并要求运用积累的成语、名言警句等,定期检查点评,选择优秀篇目在班里朗读或展出。这样,即巩固了所学的材料,又锻炼了学生的写作能力,同时还培养了学生的观察能力、思维能力等等,达到“一石多鸟”的效果。 一、选择题课本、报刊杂志中的成语、名言警句等俯首皆是,但学生写作文运用到文章中的甚少,即使运用也很难做到恰如其分。为什
3、么?还是没有彻底“记死”的缘故。要解决这个问题,方法很简单,每天花3-5分钟左右的时间记一条成语、一则名言警句即可。可以写在后黑板的“积累专栏”上每日一换,可以在每天课前的3分钟让学生轮流讲解,也可让学生个人搜集,每天往笔记本上抄写,教师定期检查等等。这样,一年就可记300多条成语、300多则名言警句,日积月累,终究会成为一笔不小的财富。这些成语典故“贮藏”在学生脑中,自然会出口成章,写作时便会随心所欲地“提取”出来,使文章增色添辉。 1(多选)在探究加速度与力、质量的关系实验中，某组同学用如图所示装置，采用控制变量的方法，来研究小车质量不变的情况下，小车的加速度与小车受到外力的关系.下列措施
4、中不必要或不正确的是()A 首先要平衡摩擦力，使细绳对小车的拉力就是小车受到的合外力B 平衡摩擦力的方法，是在塑料小桶中添加砝码，使小车能匀速滑动C 每次改变小车拉力后都要重新平衡摩擦力D 实验中应先接通打点计时器的电源，再释放小车【答案】BC【解析】实验首先要平衡摩擦力，使小车受到合力就是细绳对小车的拉力，A正确；平衡摩擦力的方法就是，小车与纸带相连，小车前面不挂小桶，把小车放在斜面上给小车一个初速度，看小车能否做匀速直线运动，B错误；由于平衡摩擦力之后有Mgsin=Mgcos，故tan=.所以无论小车的质量是否改变，小车所受的滑动摩擦力都等于小车的重力沿斜面的分力，改变小车质量即改变拉小车
5、拉力，不需要重新平衡摩擦力，C错误；实验中应先接通电源，后放开小车，D正确，本题选不需要和不正确的，故选BC2(单选)在研究小车的加速度a和小车的质量M的关系时，由于始终没有满足Mm(m为砂桶及砂桶中砂的质量)的条件，结果得到的图象应是如下图中的图()A B C D 【答案】D【解析】随着1M增大，小车质量在减小，因此小车质量不再满足远大于砂和小砂桶的质量，加速度不可能一直均匀增大，加速度的增大幅度将逐渐减小，最后趋近与定值g，D正确3在物理学的重大发现中科学家们总结出了许多物理学方法，如理想实验法、控制变量法、极限思想法、类比法、科学假设法和建立物理模型法等。以下关于物理学研究方法的叙述不正
6、确的是（ ）A 在不需要考虑物体本身的大小和形状时，用质点来代替物体的方法运用了假设法B 根据速度的定义式v=xt，当t趋近于零时，可以表示物体在t时刻瞬时速度，该定义运用了极限思想法C 在实验探究加速度与力、质量的关系时，运用了控制变量法D 推导匀变速直线运动位移公式时，把整个运动过程等分成很多小段，然后将各小段位移相加，运用了微元法【答案】A【解析】等效替代法是一种常用的方法，它是指用一种情况来等效替换另一种情况；没有采用假设法；故A错误；根据速度定义式v=xt，当t非常非常小时，xt就可以表示物体在t时刻的瞬时速度，该定义应用了极限思想方法，故B正确；在实验探究加速度与力、质量的关系时，
7、因为三量之间相互都有关系，故应采用控制变量法；故C正确；在推导匀变速运动位移公式时，把整个运动过程划分成很多小段，每一小段近似看作匀速直线运动，然后把各小段的位移相加，这里采用了微元法。故D正确；本题选错误的，故选A。二、实验题4为了探究物体质量一定时加速度与力的关系，甲、乙同学设计了如图所示的实验装置。其中M为小车的质量，m为砂和砂桶的质量, m0为滑轮的质量，滑轮大小不计且光滑。力传感器可测出轻绳中的拉力大小。（1）实验时，一定要进行的操作是_。A用天平测出砂和砂桶的质量B将带滑轮的长木板右端垫高，以平衡摩擦力C小车靠近打点计时器，先接通电源，再释放小车，打出一条纸带，同时记录力传感器的示
8、数D为减小误差，实验中一定要保证砂和砂桶的质量m远小于小车的质量M。（2）甲同学在实验中得到如图所示的一条纸带（两计数点间还有四个点没有画出），已知打点计时器采用的是频率为50Hz的交流电，根据纸带可求出小车的加速度为_m/s2（结果保留三位有效数字）。（3）甲同学以力传感器的示数F为横坐标，加速度a为纵坐标，画出的aF图象是一条直线，图线与横坐标的夹角为，求得图线的斜率为k，则小车的质量为_。A1tan B1tan-m0 C2k-m0 D 2m （4）乙同学根据测量数据做出如图所示的aF图线，该同学做实验时存在的问题是_【答案】BC2.00C没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不够【解析】（1）本题拉
9、力可以由弹簧测力计测出，不需要用天平测出砂和砂桶的质量，也就不需要使小桶（包括砂）的质量远小于车的总质量，故A、D错误。实验时需将长木板右端垫高，以平衡摩擦力，故B正确。实验时，小车应靠近打点计时器，先接通电源，再释放小车，需记录传感器的示数，故C正确。故选BC。（2）根据x=aT2，运用逐差法得，a=x36-x039T2=(7.10+9.13+11.09-1.10-3.09-5.12)10-290.01m/s2=2.00 m/s2。（3）由牛顿第二定律得：2F=ma，则a=2mF，a-F图象的斜率：k=2m，则小车的质量m=m-m0=2k-m0，故C正确。（4）当F不等于零，加速度a仍然为零
10、，可知实验中没有平衡摩擦力或木板倾角过小，平衡摩擦力不够。5“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置如图所示，用该装置研究小车加速度a与质量M的关系时，下列说法正确的是( )A 先释放小车，再接通电源B 打点计时器接直流电源C 牵引小车的细绳应与长木板保持平行D 在增加小车质量的同时，增大木板的倾角【答案】C【解析】应该先接通电源，再释放小车；打点计时器接电源交流输出端；牵引小车的细绳应与长木板保持平行；由于已经平衡了摩擦力，所以在增加小车质量的同时，不必增大木板的倾角；选项C正确。6某同学做加速度与合力、质量关系的实验，实验装置如图所示。采用控制变量法研究加速度与合力的关系时，根据测量数据绘
11、制了如图所示a-F图像，则从图像可知，该同学在做实验的过程中有两个实验环节出现失误，请问他的两个失误是：（1）_；（2）_【答案】（1）平衡摩擦力时，木板倾角太大，平衡过度（2）增大合力时，最后的数据测量中，配重的质量增加太多【解析】研究加速度与力的关系实验中，在实验前要平衡摩擦力，如果不平衡摩擦力或平衡摩擦力不足，则a-F图象在F轴上有截距；如果平衡摩擦力时，木板倾角太大，平衡过度，则a-F图象在a轴上有截距；只有当小车质量远大于钩码质量时才可近似认为小车受到的拉力等于钩码的重力，如果钩码质量太大，小车受到的拉力明显小于钩码重力，a-F图象不是直线，要发生弯曲。所以答案为：（1）平衡摩擦力时
12、，木板倾角太大，平衡过度；（2）增大合力时，最后的数据测量中，配重的质量增加太多。7探究小车加速度与合力、质量关系的实验装置如图甲所示： 若要探究小车的加速度与合力的关系，应保持_不变，分别改变施加在小车上的拉力F，测出相对应的加速度a。 把带有滑轮的长木板右端垫高，在没有牵引的情况下让小车拖着纸带以一定的初速度沿木板运动，打点计时器在纸带上打出一系列计时点，如果计时点间距_，就说明摩擦力和小车重力沿木板向下的分力平衡。 实验过程中，下列做法正确的是_ A先接通电源，再使纸带运动 B先使纸带运动，再接通电源C将接好纸带的小车停在靠近滑轮处 D将接好纸带的小车停在靠近打点计时器处 实验中使用50
13、Hz交变电流作电源，在打出的纸带上选择5个计数点A、B、C、D、E，相邻两个计数点之间还有4个点没有画出，测量了C点到A点、E点到C点的距离如图乙所示。则C点的速度vC = _，纸带的加速度a=_。（结果保留三位有效数字）【答案】小车质量相等AD 1.09 3.00【解析】若要探究小车的加速度与合力的关系，应保持小车质量不变，分别改变施加在小车上的拉力F，测出相对应的加速度a把带有滑轮的长木板右端垫高，在没有牵引的情况下让小车拖着纸带以一定的初速度沿木板运动，打点计时器在纸带上打出一系列计时点，如果计时点间距相等，就说明摩擦力和小车重力沿木板向下的分力平衡实验过程中，放开小车前，小车要靠近打点
14、计时器，要先接通电源，然后再放开小车故AD正确，选AD计数点间的时间间隔为：t=0.02s5=0.1s，C点的速度vC=AE4t=0.1560+0.276040.1=1.08m/s，纸带的加速度a=CE-AC(2t)2=0.2760-0.15604012=3.00m/s28为了探究加速度与力的关系，使用如图所示的气垫导轨装置进行实验，其中G1、G2为两个光电门，它们与数字计时器相连，当滑块通过G1、G2光电门时，光束被遮挡的时间t1、t2都可以被测量并记录滑块连同上面固定的一条形挡光片的总质量为M，挡光片宽度为D，光电门间距离为s，牵引砝码的质量为m.回答下列问题：(1)实验开始应先调节气垫导
15、轨下面的螺钉，使气垫导轨水平，在不增加其他仪器的情况下，如何判定调节是否到位？_(2)若取M0.4 kg，改变m的值，进行多次实验，以下m的取值不合适的一个是_Am15 g Bm215 g Cm340 g Dm4400 g(3)在此实验中，需要测得每一个牵引力对应的加速度，其中求得的加速度的表达式为_(用t1、t2、D、s表示)【答案】(1)接通气源，将滑块静置于气垫导轨上，轻推滑块，看其能否做匀速直线运动 (2)D(3)a=D22s(1t22-1t12)【解析】(1)气垫导轨可以认为是光滑的，在判断其是否水平时可以采取的方法是接通气源，将滑块静置于气垫导轨上，滑块基本保持静止说明导轨是光滑的
16、，或接通气源，将滑块静置于气垫导轨上，轻推滑块，滑块能基本做匀速直线运动(2)在该实验中实际是mg(Mm)a，要满足mg近似等于Ma，应该使砝码的总质量远小于滑块的质量若取M0.4 kg，改变m的值，进行多次实验，m4400 g不能满足，故选D.(3)根据挡光片通过光电门的速度可以用平均速度代替得通过第一个光电门的速度v1Dt1通过第二个光电门的速度v2Dt2根据运动学公式得加速度av22-v122sD22s(1t221t12)9某次“探究加速度a跟物体所受合力F和质量m的关系”实验如下(1)图甲所示为实验装置图图乙为某次实验得到的一段纸带，计数点A、B、C、D、E间的时间间隔为0.1 s，根
17、据纸带可求出小车的加速度大小为_m/s2(结果保留两位有效数字)(2)保持小车质量不变，改变砂和砂桶质量，进行多次测量根据实验数据作出了加速度a随拉力F的变化图线，如图所示图中直线没有通过原点，其主要原因是_.(3)保持砂和砂桶质量不变，改变小车中砝码质量，进行多次测量，得到小车加速度a、质量m及其对应的1m 的数据如表中所示：实验次数12345678小车加速度a/(ms2)1.901.721.491.251.000.750.500.30小车和砝码质量m/kg0.250.290.330.400.500.711.001.671/m/kg14.003.453.032.502.001.411.000
18、.60a.请在图所示坐标纸中画出a1m图线_；b根据作出的a1m图象可以得到的结论是：_.【答案】(1)0.43 (2)实验前未平衡摩擦力(或平衡摩擦力不充分)(3)a.见解析图b图线为一条过原点的直线，表明在合外力一定时，加速度跟质量成反比【解析】(1)由逐差法求小车的加速度：a=xCE-xAC4T2=(41-24)10-340.12m/s20.43 m/s2.(2)图线没有过原点，与F轴有交点，说明实验前没有平衡小车的摩擦力(或平衡摩擦力不充分)(3)根据数据在坐标纸上画出a1m图线如图所示，由图可知，图线为一条过原点的直线，表明在合外力一定时，加速度跟质量成反比10(1)我们已经知道，物
19、体的加速度a同时跟合外力F和质量m两个因素有关要研究这三个物理量之间的定量关系的思想方法是_(2)某同学的实验方案如图所示，她想用砂桶的重力表示小车受到的合外力F，为了减小这种做法带来的实验误差，她先做了两方面的调整措施：a用小木块将长木板无滑轮的一端垫高，目的是_b使砂桶的质量远小于小车的质量，目的是使拉小车的力近似等于_(3)该同学利用实验中打出的纸带求加速度时，处理方案有两种：A利用公式a2xt2计算；B根据axT2利用逐差法计算两种方案中，你认为选择方案_比较合理【答案】(1)控制变量法(2)a.平衡摩擦力b.砂桶的重力(3)B【解析】(1)要研究三个物理量之间的定量关系的思想方法是控
20、制变量法(2)用小木块将长木板无滑轮的一端垫高，目的是平衡摩擦力想用砂桶的重力表示小车受到的合外力F，为了减小这种做法带来的实验误差，应使砂桶的质量远小于小车的质量，目的是使拉小车的力近似等于砂桶的重力(3)利用实验中打出的纸带求加速度时，需要根据axT2利用逐差法计算，方案B比较合理11在“探究加速度与力、质量的关系”实验中，某同学使用了如图 1 所示的装置，打点计时器使用的交流电频率为 50Hz，砂和砂桶的总质量为 m，小车的质量为 M。（1）该同学按打点先后顺序每隔4个点取1个计数点，得到了O、A、B、C、D等几个计数点，如图所示，用刻度尺量出OA=1.50cm、AB=1.90cm、BC
21、=2.30cm、CD=2.70cm由此可知，打C点时纸带的速度大小为_ms，纸带运动的加速度大小为_ms2。(结果保留两位有效数字)（2）该同学要探究小车的加速度 a 和质量 M、合外力 F 的关系，应用了_法的科学方法；若该同学要探究加速度 a 和拉力 F 关系，应该保持_不变；（3）该同学通过数据的处理作出了 aF 图象，如图 3 所示，则图中直线不过原点的原因可能是_（4）此图线的末段明显偏离直线，造成此误差的主要原因是： _A小车与轨道之间存在摩擦 B导轨保持了水平状态C砂和砂桶的总质量太大 D所用小车的质量太大【答案】（1）0.250.40 （2）控制变量小车的质量 M（3）平衡摩擦
22、力过度（4）C【解析】（1）由于两相邻计数点间有四个点未画出，所以两相邻计数点时间间隔为：T=0.1s利用匀变速直线运动的推论得：vC=xBD2T=0.023+0.0270.2=0.25m/s，根据匀变速直线运动的推论x=aT2，得：a=xBD-xOB4T2=0.023+0.027-0.015-0.0194012=0.40m/s2；（2）该同学要探究小车的加速度a和质量M的关系，应该保持细线对车的拉力F不变；若该同学要探究加速度a和拉力F的关系，应该保持小车的质量M不变，故采用了控制变量法；（3）图中当F=0时，a0也就是说当绳子上没有拉力时，小车的加速度不为0，说明小车的摩擦力小于重力的分力
23、，所以原因是平衡摩擦力过度；（4）直线发生弯曲的原因是没有满足小车质量远大于砂和砂桶质量的条件，故C正确，ABD错误，故选C。12某实验小组在“探究加速度与物体受力的关系”实验中，设计出如下的实验方案，其实验装置如图所示已知小车质量M=214.6g砝码盘质量m0=7.8g，所用打点计时器交流电频率f=50Hz其实验步骤是：A按图中所示安装好实验装置；B调节长木板的倾角，轻推小车后，使小车能沿长木板向下做匀速运动；C取下细绳和砝码盘，记下砝码盘中砝码的质量m；D先接通电源，再放开小车，打出一条纸带，由纸带求得小车运动的加速度a；E重新挂上细绳和砝码盘，改变砝码盘中砝码质量，重复BD步骤，求得小车
24、在不同合外力F作用下的加速度（1）按上述方案做实验，是否要求砝码和砝码盘的总质量远小于小车的质量?_（填“是”或“否”）；（2）实验中打出的其中一条纸带如图所示，则小车的加速度a=_m/s2（3）某同学将有关测量数据填入他所设计的表格中，如表：次数12345砝码盘中砝码的重力F/N0.100.200.290.390.49小车加速度a/ms20.881.441.842.382.89他根据表中的数据画出aF图象（如图），造成图线不过坐标原点的一条最主要原因是_ 从该图线延长线与横轴的交点可求出的物理量是_，其大小是_（结果保留2位小数）【答案】否0.88在计算小车所受的合外力时未计入砝码盘的重力砝
25、码盘的重力0.08N【解析】（1）设小车的质量为M，由图和步骤B可知，对车Mgsin-f-T=0；对砝码和砝码盘T=m码+m盘g；在步骤D，对车F合=Mgsin-f，即F合=m码+m盘g。则用砝码和砝码盘的总重力代替小车受到的合力不需要条件，故不要求砝码和砝码盘的总质量远小于小车的质量。（2）纸带上每5个点选取一个计数点，则T=0.10s小车的加速度a=x3+x4-x1+x22T2=8.64+7.75-6.87+6.000.20210-2m/s2=0.88m/s2（3）图线中F指砝码盘中砝码的重力，造成图线不过坐标原点的一条最主要原因是在计算小车所受的合外力时未计入砝码盘的重力。该图线延长线与横轴的交点可求出的物理量是砝码盘的重力，其大小由图线与横轴交点可得，砝码盘的重力是0.08N。第 3 页