加速度与力和质量的关系

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1、加速度与力和质量的关系【实验要求】1．通过实验研究加速度与力、加速度与质量的关系。2．掌握实验数据处理的方法，能根据图像写出加速度与力、质量的关系式。【实验原理】1．如图所示装置，保持小车质量M不变，改变小桶内砂的质量m，从而改变细线对小车的牵引力F(当m<

2、-M-1图线，探究加速度与质量的关系。【实验器材】小车，砝码，小桶，砂，细线，附有定滑轮的长木板，垫块，打点计时器，低压交流电源，导线两根，纸带，托盘天平及砝码，米尺。【实验步骤】1．用调整好的天平测出小车和小桶的质量M和m，把数据记录下来。2．按如图装置把实验器材安装好，只是不把挂小桶用的细线系在小车上，即不给小车加牵引力。3．平衡摩擦力：在长木板的不带定滑轮的一端下面垫上垫块，反复移动垫块的位置，直至小车在斜面上运动时可以保持匀速直线运动状态（可以从纸带上打的点是否均匀来判断）。4．在小车上加放砝码，小桶里放入适量的砂，把

3、砝码和砂的质量M'和m'记录下来。把细线系在小车上并绕过滑轮悬挂小桶，接通电源，放开小车，打点计时器在纸带上打下一系列点，取下纸带，在纸带上写上编号。5．保持小车的质量不变，改变砂的质量（要用天平称量），按步骤4再做5次实验。6．算出每条纸带对应的加速度的值。7．用纵坐标表示加速度a，横坐标表示作用力F，即砂和桶的总重力(m+m')g，根据实验结果在坐标平面上描出相应的点，作图线。探究加速度与外力的关系8．保持砂和小桶的质量不变，在小车上加放砝码，重复上面的实验，并做好记录，求出相应的加速度，用纵坐标表示加速度a，横坐标表示小

4、车和车内砝码总质量的倒数1/（M+M’），在坐标平面上根据实验结果描出相应的点并作图线。探究加速度与质量的关系。知识点一实验注意事项1．砂和小桶的总质量不要超过小车和砝码的总质量的1/10，为什么？2．在平衡摩擦力时，不要悬挂小桶，但小车应连着纸带且接通电源。用手给小车一个初速度，如果在纸带上打出的点的间隔是均匀的，表明小车受到的阻力跟它的重力沿斜面向下的分力平衡。3．作图时应该使所作的直线通过尽可能多的点，不在直线上的点也要尽可能对称地分布在直线的两侧，但如遇个别特别偏离的点可舍去。【例1】（广东惠州市07届高三第二次调研考

5、试）在探究加速度与物体所受合外力和质量间的关系时，采用如图所示的实验装置，小车及车中的砝码质量用M表示，盘及盘中的砝码质量用m表示，小车的加速度可由小车后拖动的纸带由打点计数器打上的点计算出：纸带m打点计数器M（1）当M与m的大小关系满足　　　时，才可以认为绳子对小车的拉力大小等于盘和砝码的重力。（2）一组同学在探究加速度与质量的关系时，以下做法错误的是（）A．平衡摩擦力时，应将盘及盘中的砝码用细绳通过定滑轮系在小车上B．每次改变小车质量时，不需重新平衡摩擦力C．实验时，先放开小车，再接通打点计时器电源D．小车运动的加速度可用

6、天平测出m以及小车质量M，直接用公式a＝mｇ/Ｍ求出。（3）在保持小车及车中的砝码质量质量M一定，探究加速度与所受合外力的关系时，由于平衡摩擦力时操作不当，二位同学得到的a―Ｆ关系分别如下图Ｃ、Ｄ所示（a是小车的加速度，Ｆ是细线作用于小车的拉力）。其原因分别是：0FaC0FaDＣ图：　　　　　　　　　　　　　　　Ｄ图：　　　　　　导示：（1）ｍ<<Ｍ；（2）ACD（3）Ｃ图：平衡摩擦力时，长木板的倾角过大了；Ｄ图：没有平衡摩擦力或木板的倾角过小。知识点二误差分析及数据处理【例2】在探究加速度与物体质量、物体受力的关系实验中，实

7、验装置如图乙所示：打点计时器木块纸带重物电源插头乙一木块放在水平光滑长木板上，左侧拴有一不可伸长的细软线，跨过固定在木板边缘的滑轮与一重物相连，重物的质量为m.木块右侧与穿过打点计时器的纸带相连，在重物牵引下，木块在木板上向左做匀加速运动。图甲给出了打点计时器在纸带上打出的一些连续的点，它们之间的距离分别为S1、S2、S3、S4、S5、S6，打点计时器所用交流电周期为T。根据给以上数据求：（1）木块的加速度a=.（2）细线对木块的拉力T=.（3）为了减少误差，你认为应采取什么措施？。导示：（1）（2）（3）木块的质量应远大于重

8、物的质量，实验前将木板右端稍垫高，直至木块在细线未挂上重物时能沿木板匀速下滑。【例3】（2007年物理海南卷．14）现要验证“当质量一定时，物体运动的加速度与它所受的合外力成正比”这一物理规律。给定的器材如下：一倾角可以调节的长斜面（如图）、小车、计时器一个、米尺。A1A2（