高中物理 第三章第2节探究加速度与力、质量的关系目标导学 教科版必修1

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1、2．探究加速度与力、质量的关系答案：（1）力　（2）质量　（3）质量　（4）加速度　（5）力　（6）力　（7）质量1．实验原理（1）原理①采用控制变量法当研究对象有两个以上的参量发生牵连变化时，我们设法控制某些参量使之不变，而研究其中两个参量之间的变化关系的方法，是物理实验中经常采取的一种方法．本实验有F、m、a三个参量，研究加速度a与F及m的关系时，我们应先控制一个参量不变，研究另外两个参量之间的关系．在该实验中要求先控制小车的质量m不变，改变小车所受的拉力F，讨论a与F的关系；再控制小车所受的拉力F不变，改变小车的质量m，讨论a与m的关系．②要测量的物理量小车

2、与其上砝码的总质量M用天平测出．小车受的拉力F用天平测出小盘和盘内砝码的总质量m，由F＝mg算出．小车的加速度a通过打点计时器打出的纸带测算出．（2）实验步骤①用天平测出小车和小盘（包括其中砝码）的质量分别为M、m，并把数值记录下来．②如图将实验器材安装好（小车上不系绳）．③把木板无滑轮的一端下面垫一薄木板，平衡摩擦力．不挂托盘，使小车拖着纸带，纸带通过打点计时器，并且使打点计时器处于工作状态，逐渐调节木板的倾角，使打下的纸带点间距相等，则说明小车做匀速直线运动，即平衡了摩擦力．④将重物通过细绳系在小车上，接通电源放开小车，用纸带记录小车的运动情况；取下纸带并在纸

3、带上标上号码及此时所挂重物的重力mg.⑤保持小车的质量不变，改变小盘（包括其中砝码）的质量，重复步骤4多做几次实验，每次小车从同一位置释放，并记录好相应纸带重物的重力m1g、m2g……⑥保持小车所受的合外力不变，在小车上加砝码，并测出小车和放上砝码后的总质量M1，接通电源放开小车，用纸带记录小车的运动情况，取下纸带并在纸带上标上号码．⑦继续在小车上加放砝码，重复步骤6，多做几次实验，在每次得到的纸带上标上号码．（3）数据处理①分析加速度与力的关系依据表格，以加速度为纵坐标、力为横坐标，作出a－F图像，由此得出结论．②分析加速度与质量的关系依据表格，以加速度为纵坐标

4、、质量为横坐标，作出a－M图像，观察是否是反比例图像，实际上，也可以画出a－图像，如果a－M是反比例关系，则a－就是正比例关系，如果a－是经过原点的直线，说明猜想是对的，如果不是直线，也可以猜想a－、a－成正比，同样可以通过画图像直观来验证猜想的正确性．【例1】用如图所示的装置研究在作用力F一定时，小车的加速度a与小车质量M的关系，某位同学设计的实验步骤如下：A．用天平称出小车和小盘的质量B．按图安装好实验器材C．把轻绳系在小车上并绕过定滑轮悬挂小盘D．将电火花打点计时器接在220V电压的直流电源上，接通电源，放开小车，打点计时器在纸带上打下一系列点，并在纸带上标

5、明小车质量E．保持小盘及盘内砝码的质量不变，增加小车上的砝码个数，并记录每次增加后的M值，重复上述实验F．分析每条纸带，测量并计算出加速度的值G．作a－M关系图像，并由图像确定a、M关系（1）该同学漏掉的重要实验步骤是________，该步骤应排在________步实验之后．（2）在上述步骤中，有错误的是________，应把________改为________．（3）在上述步骤中，处理不恰当的是________，应把________改为________解析：实验中把小盘及其中砝码的重力看做与小车所受拉力大小相等，没有考虑摩擦力，故必须平衡摩擦力．电火花打点计时器

6、接在220V直流电压上将无法工作，必须接在220V交流电源上．作a－M关系图像，得到的是双曲线，很难作出正确的判断，必须“化曲为直”，改作a－关系图像．答案：（1）平衡摩擦力　B　（2）D　220V电压的直流电源　220V电压的交流电源　（3）G　a－M　a－点技巧反比例图像的做法反比例的图像不容易判断，所以巧妙地改变横坐标，将验证反比关系改变为验证正比关系．2．注意事项与误差分析（1）平衡摩擦力时不要挂重物，整个实验平衡了摩擦力后，不管以后是改变盘和砝码的质量还是改变小车及砝码的质量，都不需要重新平衡摩擦力．（2）实验中必须满足小车和砝码的质量远大于小盘和砝码的

7、总质量．只有如此，砝码和小盘的总重力才可视为与小车受到的拉力相等．如果小车包括砝码的质量没有远大于砂和砂桶的总质量，则作出的图像会向下弯曲．（3）平衡摩擦力不准造成误差：为了减小系统误差，我们要求滑块受到的拉力即为合力，故图线过原点，但当运动方向除拉力外还受重力分力和摩擦力的影响时，a－F图像中将会在横轴或纵轴上有截距．点技巧根据图像判断平衡摩擦力情况若重力分力和摩擦力的合力不为零，且沿运动方向，当绳的拉力F＝0时，a＞0，则在图像纵轴有截距，说明导轨或木板无滑轮一端垫得太高；若重力分力和摩擦力的合力不为零且与滑块运动方向相反，拉力F要先平衡掉重力分力和摩擦力的合

8、力，当a＝