4.2探究加速度与力,质量的关系

4.2实验：探究加速度与力、质量的关系实验目的1．用控制变量法探究加速度与力、质量的关系；2．作出a-F、a-1／m图象。实验原理1.保持物体质量不变，测量物体在不同力的作用下的加速度，分析加速度与力的关系2.保持物体受的力不变，测量不同质量的物体在该力作用下的加速度，分析加速度与力的关系实验器材小车、一端带滑轮长木板、砝码、打点计时器、学生电源、纸带、刻度尺、天平实验步骤1．用天平测出小车和砝码的总质量M，托盘和砝码的总质量m，把数据记录下来2．按照图把实验器材安装好，只是不把悬挂托盘用的细绳系在车上，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小木垫，反复移动木垫的位置，直至小车在斜面上运动时可以保持匀速直线运动状态.这时，小车拖着纸带运动时受到的摩擦阻力恰好与小车所受的重力在沿斜面方向上的分力平衡。4．把小车停在打点计时器处，挂上小盘和砝码，先接通电源，再让小车拖着纸带在木板上匀加速下滑，打出一条纸带．计算小盘和砝码的重力，即为小车所受的合外力，由纸带计算出小车的加速度，并把力和对应的加速度填入表格1。5．保持小车和砝码的质量不变，在托盘里加入适量的砝码，把托盘和砝码的总质量m2记录下来；即改变小车所受牵引力，重复几次步骤4。表格1物体的质量一定，加速度与力的关系实验次数加速度a(m.s-2)小车受合力F/N12346．保持小盘内的砝码个数不变，在小车上放上砝码改变小车的质量，让小车在木板上滑动打出纸带．计算砝码和小车的总质量M，并由纸带计算出小车对应的加速度．把相应数据填入表格2。7．改变小车上砝码的个数，重复步骤6表格2物体受外力一定，加速度与质量的关系实验次数加速度a(m.s-2)小车与砝码的小车与砝码总质量的总质量M/kg倒数1/M（kg-1）1234数据处理1.质量一定时加速度与力的关系以加速度为a纵坐标，以外力F为横坐标，根据表1的数据在图1中作出a-F关系图象，四此得出结论________________________________________________________2.外力一定时加速度和质量的关系以加速度为a纵坐标，以小车及砝码的总质量的倒数为横坐标,根据表2的数据在图2中作出a-1/M图象，得出结论_______________________________________________注意事项1．平衡摩擦力时不要挂重物，平衡后再改变重物质量，小车上砝码质量时不需要再平衡摩擦力。2．实验中必须满足小车和砝码的总质量远大于所挂重物的质量3．小车应靠近打点计时器且先通电再放手。4．作图象时，要使尽可能多的点在直线上，不在直线上的点应尽可能对称分布在所作直线两侧，离直线较远的点误差较大，应舍去。基础训练1、在探究物体的加速度与力的关系时，应保持不变，分别改变施加在物体上的力F，测出相对应的加速度a。如果a-F图像是通过原点的一条直线，说明物体的加速度a与施加在物体上的作用力是关系。图象的斜率的意义是_________________.2、在探究物体的加速度与物体的质量的关系时，应保持不变，分别改变物体的质量m，测出相应的加速度a.如果a—1/m的图像是通过原点的一条直线，说明物体的加速度a与物体的质量是__________关系。图象的斜率的意义是___________________.3．在验证实验中实验仪器有：砂桶和砂子，小车和砝码，带滑轮的长木板，打点计时器和纸带复写纸片，除了以上仪器外，还需要的仪器有____________。A．秒表B．弹簧测力计C．毫米刻度尺D．天平E．低压直流电源F．低压变流电源4.在“探究加速度与力，质量的关系”的实验中，采用如图所示的实验装置，小车及车中砝码的质aFO图1a1/MO图2量用M表示，盘及盘中砝码的质量用m表示，小车加速度可由小车后拖动的纸带打上的点计算出．(1)当M与m的大小关系满足________时，可以认为绳对小车的拉力大小等于盘及盘中砝码的重力．(2)一组同学在做加速度与质量的关系实验时，保持盘及盘中砝码的质量一定，改变小车及车中砝码的质量，测出相应的加速度，采用图象法处理数据．为了比较容易地检查出加速度a与质量M的关系，应该做a与________的图象．(3)如图(a)，甲同学根据测量数据做出的a－F图线，说明实验存在的问题是________．(4)乙、丙同学用同一装置做实验，画出了各自得到的a－F图线，如图(b)所示，两个同学做实验时的哪一个物理量取值不同？5．在利用打点计时器和小车做“探究加速度与力、质量的关系”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与长木板保持平行C．每次改变小车的质量时，不需要重新平衡摩擦力D．小车释放前应靠近打点计时器，且应先接通电源再释放小车6．在“探究加速度与物体质量、物体受力的关系”的实验中，按实验要求装置好器材后，应按一定步骤进行实验，下述操作步骤的安排顺序不尽合理，请将合理的顺序以字母代号填写在下面的横线上：_______________________________________．A．保持小盘和砝码的质量不变，在小车里加砝码，测出加速度，重复几次B．保持小车质量不变，改变小盘和砝码的质量，测出加速度，重复几次C．用天平测出小车和小盘的质量D．平衡摩擦力，使小车近似做匀速直线运动E．挂上小盘，放进砝码，接通打点计时器的电源，放开小车，在纸带上打下一系列的点F．根据测量的数据，分别画出a－F和a－1M的图线能力提高7.在光滑的水平面上访一质量为m的物体A用轻绳通过定滑轮与质量为m的物体B相联接，如图所示，物体A的加速度为a1，先撤去物体B，对物体A施加一个与物体B重力相等的拉力F，如图所示，，物体A的加速度为a2.则下列选项正确的是（）A.a1=2a2B.a1=a2C.a2=2a1D.以上答案都不对。8．某同学做探究加速度与力、质量的关系的实验，在平衡摩擦力时把木板的一端垫得过高，所得的a—F图象为图4—16中的（）A.(a)图B.(b)图C.(c)图D.(d)图9．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为砂桶和砂，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是开关，请指出图中的三处错误：(1)；(2)；(3)10．某同学设计了一个探究加速度a与物体所受合力F及质量m关系的实验，如图所示，图甲为实验装置简图.(交流电的频率为50Hz)(1)图乙为某次实验得到的纸带，根据纸带可求出小车的加速度大小为__________m/s2．(保留两位有效数字)(2)保持砂和小砂桶质量不变，改变小车质量m，分别得到小车加速度a与质量m及对应的．数据如下表：请在给出的方格坐标纸中画出a-1/m图线，并根据图线求出小车加速度a与质量倒数之间的关系式是．BAFFA