2019-2020學(xué)年高中物理 第四章 力與運(yùn)動(dòng) 第二節(jié) 第三節(jié) 影響加速度的因素 探究加速度與力、質(zhì)量的定量關(guān)系學(xué)案 粵教版必修1

《2019-2020學(xué)年高中物理 第四章 力與運(yùn)動(dòng) 第二節(jié) 第三節(jié) 影響加速度的因素 探究加速度與力、質(zhì)量的定量關(guān)系學(xué)案 粵教版必修1》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2019-2020學(xué)年高中物理 第四章 力與運(yùn)動(dòng) 第二節(jié) 第三節(jié) 影響加速度的因素 探究加速度與力、質(zhì)量的定量關(guān)系學(xué)案 粵教版必修1（15頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、第二節(jié) 影響加速度的因素 第三節(jié) 探究加速度與力、質(zhì)量的定量關(guān)系 [學(xué)習(xí)目標(biāo)]1.學(xué)會(huì)用控制變量法研究物理規(guī)律.2.掌握定量探究加速度與物體受到的合外力、物體質(zhì)量關(guān)系的方法.3.了解氣墊導(dǎo)軌減小摩擦的原理和光電門及數(shù)字計(jì)時(shí)器在實(shí)驗(yàn)中的作用.4.能作出物體運(yùn)動(dòng)的a－F、a－圖象，并會(huì)利用圖象發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)規(guī)律． 一、影響加速度的因素 1．物體所獲得的加速度與物體的受力情況和物體的質(zhì)量都有關(guān)系． 2．加速度的測(cè)量：加速度不是一個(gè)可以直接測(cè)量的量，可通過(guò)時(shí)間、位移等能直接測(cè)量的量去間接地測(cè)量加速度．例如，由靜止開(kāi)始做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的物體，可通過(guò)測(cè)量時(shí)間、位移，由位移s＝at2間接測(cè)量加速度a＝

2、. 3．定性探究影響加速度的因素 (1)實(shí)驗(yàn)器材 帶有刻度尺的光滑斜面、一輛四輪小車、秒表、彈簧測(cè)力計(jì)、砝碼． (2)實(shí)驗(yàn)基本思想——控制變量法． (3)實(shí)驗(yàn)過(guò)程 加速度與物體所受合力的關(guān)系(保持車的質(zhì)量不變) 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)： ①如圖1所示，將小車從斜面上由靜止釋放； 圖1 ②記下小車的運(yùn)動(dòng)時(shí)間t； ③從斜面的刻度尺上讀出小車的位移s； ④由a＝可求出小車的加速度； ⑤改變斜面與水平面的夾角，可以改變小車受到的合外力大小，重復(fù)上面的實(shí)驗(yàn)步驟． 實(shí)驗(yàn)結(jié)論： 當(dāng)物體的質(zhì)量保持不變時(shí)，物體受到的合外力逐漸增大，其加速度將逐漸增大；反之，物體受到的合外力逐漸減小，其加速度

3、也逐漸減?。铀俣鹊姆较蚺c合外力的方向相同． 加速度與物體質(zhì)量的關(guān)系(保持小車所受合力不變) 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)： ①把小車放在斜面上，用彈簧測(cè)力計(jì)沿斜面向上拉小車，使小車保持靜止?fàn)顟B(tài)，記下彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)． ②撤去彈簧測(cè)力計(jì)，將小車從斜面上由靜止釋放，用秒表記錄小車的運(yùn)動(dòng)時(shí)間t并讀出小車的位移s，由a＝可求出小車的加速度． ③在小車上增加砝碼，重復(fù)①、②.重復(fù)步驟①時(shí)，應(yīng)調(diào)整斜面傾角保持彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)不變． 實(shí)驗(yàn)結(jié)論： 當(dāng)物體受到的合外力不變時(shí)，物體的質(zhì)量增大，其加速度減??；反之，物體的質(zhì)量減小，其加速度增大． 二、探究加速度與力、質(zhì)量的定量關(guān)系 1．實(shí)驗(yàn)器材 氣墊導(dǎo)軌、滑塊(包括

4、擋光片)、橡皮泥、光電門、數(shù)字計(jì)時(shí)器、砝碼、天平、刻度尺． 2．實(shí)驗(yàn)原理 實(shí)驗(yàn)的基本思想——控制變量法 ①保持滑塊的質(zhì)量不變，改變合外力探究a與F的關(guān)系． ②保持滑塊所受的合外力不變，改變其質(zhì)量探究a與m的關(guān)系． 3．實(shí)驗(yàn)過(guò)程 (1)實(shí)驗(yàn)裝置如圖2所示，讓滑塊在砝碼拉力的作用下做加速運(yùn)動(dòng)，記錄下滑塊通過(guò)光電門的速度、砝碼的質(zhì)量、兩光電門間的距離． 圖2 (2)保持滑塊質(zhì)量不變，通過(guò)增加(或減少)砝碼的數(shù)量來(lái)改變拉力的大小．重復(fù)實(shí)驗(yàn)3次． (3)將實(shí)驗(yàn)結(jié)果填入表一，并計(jì)算每一次滑塊的加速度a. 表一 滑塊質(zhì)量M＝________kg 砝碼的質(zhì)量m/kg 滑塊所受拉力

5、大小的近似值F/N 滑塊通過(guò)光電門1的速度v1/(m·s－1) 滑塊通過(guò)光電門2的速度v2/(m·s－1) 兩光電門間的距離s/m 滑塊加速度的計(jì)算值a/(m·s－2) (4)用縱坐標(biāo)表示加速度，橫坐標(biāo)表示作用力，根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果畫出滑塊運(yùn)動(dòng)的a－F圖象，從而得出a與F的關(guān)系． (5)保持砝碼的質(zhì)量不變，即滑塊所受的拉力不變． 在滑塊上增加(或減少)橡皮泥來(lái)改變滑塊的質(zhì)量，重復(fù)進(jìn)行幾次實(shí)驗(yàn)，記下實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)．將實(shí)驗(yàn)結(jié)果填入表二． 表二 拉力F＝________N 滑塊(含橡皮泥)的質(zhì)量M/kg 滑塊(含橡

6、皮泥)質(zhì)量的倒數(shù)/(kg－1) 滑塊通過(guò)光電門1的速度v1/(m·s－1) 滑塊通過(guò)光電門2的速度v2/(m·s－1) 兩光電門間的距離s/m 滑塊加速度的計(jì)算值a/(m·s－2) (6)用縱坐標(biāo)表示加速度，橫坐標(biāo)表示，畫出滑塊運(yùn)動(dòng)的a－圖象，得出a與的關(guān)系，從而得出a與M的關(guān)系． (7)實(shí)驗(yàn)結(jié)論：當(dāng)M一定時(shí)，a與F成正比；當(dāng)F一定時(shí)，a與M成反比． 4．注意事項(xiàng) (1)使用氣墊導(dǎo)軌做實(shí)驗(yàn)時(shí)注意：氣墊導(dǎo)軌是較精密的儀器，實(shí)驗(yàn)中必須避免導(dǎo)軌受碰撞、摩擦而變形、損傷，沒(méi)有給氣墊導(dǎo)軌通氣時(shí)，不準(zhǔn)在導(dǎo)軌上強(qiáng)行推

7、動(dòng)滑塊． (2)改變砝碼的數(shù)量時(shí)，要始終保證砝碼的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于滑塊的質(zhì)量． 一、實(shí)驗(yàn)原理 例1　為了“探究加速度與力、質(zhì)量的定量關(guān)系”，使用如圖3所示的氣墊導(dǎo)軌裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．其中G1、G2為兩個(gè)光電門，它們與數(shù)字計(jì)時(shí)器相連，當(dāng)滑行器通過(guò)光電門G1、G2時(shí)，光束被遮擋的時(shí)間Δt1、Δt2都可以被測(cè)量并記錄．滑行器連同上面固定的一條形擋光片的總質(zhì)量為M，擋光片寬度為D，光電門間距離為s，牽引砝碼的質(zhì)量為m.回答下列問(wèn)題： 圖3 (1)實(shí)驗(yàn)開(kāi)始應(yīng)先調(diào)節(jié)氣墊導(dǎo)軌下面的螺釘，使氣墊導(dǎo)軌水平，在不增加其他儀器的情況下，如何判定調(diào)節(jié)是否到位？________________________

8、________________________________. (2)若探究加速度與力的關(guān)系，應(yīng)保持________的質(zhì)量不變；若探究加速度與質(zhì)量的關(guān)系，應(yīng)保持________的質(zhì)量不變． (3)若取M＝0.4kg，改變m的值，進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)，以下m的取值不合適的一個(gè)是________． A．m1＝5g　　　　　　　 B．m2＝15g C．m3＝40g D．m4＝400g (4)在此實(shí)驗(yàn)中，需要測(cè)得每一個(gè)牽引力對(duì)應(yīng)的加速度，其中求得的加速度a的表達(dá)式為：____________.(用Δt1、Δt2、D、s表示) 答案　見(jiàn)解析 解析　(1)取下?tīng)恳来a，滑行器放在任意位置都不動(dòng)，

9、或取下?tīng)恳来a，輕推滑行器，數(shù)字計(jì)時(shí)器記錄每一個(gè)光電門的光束被遮擋的時(shí)間Δt都相等． (2)滑行器；牽引砝碼． (3)本實(shí)驗(yàn)只有在滿足m?M的條件下，才可以用牽引砝碼的重力近似等于對(duì)滑行器的拉力，所以D是不合適的． (4)由于擋光片通過(guò)光電門的時(shí)間很短，所以可以認(rèn)為擋光片通過(guò)光電門這段時(shí)間內(nèi)的平均速度等于瞬時(shí)速度，即有v1＝，v2＝，再根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式v－v＝2as得：a＝. 二、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理 例2　在“探究加速度與力、質(zhì)量的定量關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中，某次實(shí)驗(yàn)測(cè)得如下數(shù)據(jù)：當(dāng)m一定時(shí)，a與F的關(guān)系如表一所示；當(dāng)F一定時(shí)，a與的關(guān)系如表二所示． 表一 F/N 1.00 2.00 3.0

10、0 4.00 a/(m·s－2) 1.90 3.95 5.85 7.62 表二 /kg－1 0.52 0.67 0.80 1.00 a/(m·s－2) 1.53 2.10 2.49 3.10 (1)在如圖4所示的相應(yīng)坐標(biāo)系中，根據(jù)表一、表二所給數(shù)據(jù)作出圖象． 圖4 (2)由圖象可以判定：當(dāng)m一定時(shí)，a與F成________；當(dāng)F一定時(shí)，a與m成________． (3)在研究a與m的關(guān)系時(shí)，作了a－圖象，而沒(méi)作a－m圖象，那么作a－圖象有何優(yōu)點(diǎn)？________________________________________________

11、_______________________________. 答案　(1)作出圖象如圖所示 (2)正比　反比 (3)a－m圖象是曲線，難以找出規(guī)律；a－圖象是直線，容易找出規(guī)律． 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理方法——圖象法、“化曲為直”法 1．研究加速度a和力F的關(guān)系 以加速度a為縱坐標(biāo)，力F為橫坐標(biāo)，根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)描點(diǎn)，然后作出圖象，如圖5所示，若圖象是一條通過(guò)原點(diǎn)的直線，就能說(shuō)明a與F成正比． 圖5 2．研究加速度a與質(zhì)量m的關(guān)系 如圖6所示，因?yàn)閍－m圖象是曲線，檢查a－m圖象是不是雙曲線的一部分，就能判斷它們之間是不是成反比關(guān)系，但檢查這條曲線是不是雙曲線，相當(dāng)困難．

12、若a和m成反比，則a與必成正比．我們采取“化曲為直”的方法，以a為縱坐標(biāo)，以為橫坐標(biāo)，作出a－圖象，若a－圖象是一條過(guò)原點(diǎn)的直線，說(shuō)明a與成正比，即a與m成反比． 圖6 三、其他實(shí)驗(yàn)方法的探究 1．“探究加速度與力、質(zhì)量的定量關(guān)系”實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)考慮的一個(gè)重點(diǎn)是如何保持小車(或滑塊)的合外力不變及如何改變合外力大?。疄榇耍柘Σ亮Φ挠绊?，氣墊導(dǎo)軌上滑塊受到的摩擦力可以忽略不計(jì)，合外力等于繩的拉力；而在不光滑的木板上運(yùn)動(dòng)的小車，則需要平衡摩擦力． 2．平衡摩擦力的方法：在長(zhǎng)木板不帶滑輪的一端下面墊一木塊，反復(fù)移動(dòng)木塊位置，直到輕推小車在斜面上運(yùn)動(dòng)時(shí)可保持勻速運(yùn)動(dòng)為止(紙帶上相鄰點(diǎn)間

13、距相等)． 3．在平衡摩擦力時(shí)，不要懸掛砝碼盤，但小車應(yīng)連著紙帶且接通電源；平衡摩擦力后，改變小車質(zhì)量后無(wú)須再重新平衡摩擦力． 例3　用如圖7所示的裝置研究在作用力F一定時(shí)，小車的加速度a與小車(含砝碼)質(zhì)量M的關(guān)系，某同學(xué)設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)步驟如下： 圖7 A．用天平稱出小車和小桶及內(nèi)部所裝砂子的質(zhì)量 B．按圖裝好實(shí)驗(yàn)器材 C．把輕繩系在小車上并繞過(guò)定滑輪懸掛小桶 D．將電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接在6V電壓的蓄電池上，接通電源，釋放小車，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打下一系列點(diǎn)，并在紙帶上標(biāo)明小車質(zhì)量 E．保持小桶及桶內(nèi)砂子的質(zhì)量不變，增加小車上的砝碼個(gè)數(shù)，并記錄每次增加后的M值，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn) F

14、．分析每條紙帶，測(cè)量并計(jì)算出加速度的值 G．作a－M圖象，并由圖象確定a與M的關(guān)系 (1)該同學(xué)漏掉的重要實(shí)驗(yàn)步驟是________，該步驟應(yīng)排在步驟________之后． (2)在上述步驟中，有錯(cuò)誤的是步驟______________，應(yīng)把____________改為_(kāi)___________． (3)在上述步驟中，處理不恰當(dāng)?shù)氖遣襟E__________，應(yīng)把________改為_(kāi)_______． 答案　(1)平衡摩擦力　B　(2)D　6V電壓的蓄電池 6V以下的交變電源　(3)G　a－M圖象　a－圖象 解析　(1)實(shí)驗(yàn)中把小桶及桶內(nèi)砂子的重力之和看成與小車所受拉力大小相等，沒(méi)有

15、考慮摩擦力，故必須平衡摩擦力且應(yīng)排在步驟B之后．(2)電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接在6V電壓的蓄電池上將無(wú)法工作，必須接在6V以下交變電源上．(3)作a－M圖象，得到的是曲線，很難進(jìn)行正確的判斷，必須“化曲為直”，改作a－圖象． 例4　兩個(gè)小車并排放在光滑水平桌面上，小車前端系上細(xì)線，線的另一端跨過(guò)定滑輪各掛一個(gè)小盤，盤里分別放有不同質(zhì)量的砝碼(圖8甲)．小車所受的水平拉力F的大小可以認(rèn)為等于砝碼(包括砝碼盤)所受的重力大?。≤嚭蠖艘蚕涤屑?xì)線，用一只夾子夾住兩根細(xì)線(圖乙)，控制兩輛小車同時(shí)開(kāi)始運(yùn)動(dòng)和結(jié)束運(yùn)動(dòng)． 圖8 由于兩個(gè)小車初速度都是零，運(yùn)動(dòng)時(shí)間又相同，因?yàn)閟＝，即s∝a，所以只要測(cè)出兩

16、小車位移s之比就等于測(cè)出了它們的加速度a之比． 實(shí)驗(yàn)結(jié)果是：當(dāng)兩小車質(zhì)量相同時(shí)，____________；當(dāng)拉力F相等時(shí)，______________________.實(shí)驗(yàn)中用砝碼(包括砝碼盤)所受的重力G＝mg的大小作為小車所受拉力F的大小，這樣做會(huì)引起實(shí)驗(yàn)誤差，為了減小這個(gè)誤差，G與小車所受重力Mg之間需要滿足的關(guān)系是：______. 答案　加速度與拉力成正比　加速度與質(zhì)量成反比　G?Mg 解析　實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，當(dāng)兩小車質(zhì)量相同時(shí)，砝碼(包括砝碼盤)重力越大，相同時(shí)間內(nèi)位移越大，則加速度越大，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)會(huì)發(fā)現(xiàn)，加速度與所受拉力成正比；若砝碼重力不變，即拉力不變時(shí)，質(zhì)量越大的小車，相同時(shí)間

17、內(nèi)位移越小，即加速度越小，進(jìn)行測(cè)量分析知，加速度與質(zhì)量成反比．如果砝碼(包括砝碼盤)的重力G遠(yuǎn)小于小車的重力Mg時(shí)，G近似等于拉力F. 1．控制變量法：當(dāng)研究多個(gè)物理量的變化規(guī)律時(shí)，為了簡(jiǎn)便，可設(shè)計(jì)保持其他物理量不變，只研究剩余兩個(gè)變化物理量的關(guān)系，這種方法叫做控制變量法．兩個(gè)相同的小車放在光滑水平面上，前端各系一條細(xì)繩，繩的另一端跨過(guò)定滑輪各掛一個(gè)小盤，盤中各放數(shù)目不等的砝碼，就可以驗(yàn)證質(zhì)量一定的條件下，加速度與力的關(guān)系． 2.對(duì)比實(shí)驗(yàn)法：對(duì)比實(shí)驗(yàn)法在物理實(shí)驗(yàn)中經(jīng)常用到． 兩小車后端各系一條細(xì)繩，一起被一個(gè)夾子夾著而使小車靜止(如圖9所示)．打開(kāi)夾子，兩小車同時(shí)開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，關(guān)上夾子，

18、兩小車同時(shí)停下來(lái)．用刻度尺測(cè)出兩小車通過(guò)的位移，位移之比就等于它們的加速度之比． 圖9 1．如圖10所示為一氣墊導(dǎo)軌，導(dǎo)軌上安裝有一個(gè)光電門B，滑塊上固定一擋光片，滑塊用細(xì)線繞過(guò)氣墊導(dǎo)軌左端的定滑輪與力傳感器相連，力傳感器可測(cè)出繩子上的拉力大小．傳感器下方懸掛鉤碼，每次滑塊都從A處由靜止釋放． 圖10 (1)該同學(xué)測(cè)得擋光片的寬度d＝2.25mm. (2)實(shí)驗(yàn)時(shí)，由數(shù)字計(jì)時(shí)器讀出擋光片通過(guò)光電門B的時(shí)間t＝1.0×10－2s，則滑塊經(jīng)過(guò)光電門B時(shí)的瞬時(shí)速度為_(kāi)_______m/s. (3)若某同學(xué)用該實(shí)驗(yàn)裝置探究加速度與力的關(guān)系， ①要求出滑塊的加速度，還需要測(cè)量

19、的物理量是_______________________________________ (文字說(shuō)明并用相應(yīng)的字母表示)． ②下列不必要的一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)要求是________．(請(qǐng)?zhí)顚戇x項(xiàng)前對(duì)應(yīng)的字母) A．滑塊質(zhì)量遠(yuǎn)大于鉤碼和力傳感器的總質(zhì)量 B．應(yīng)使A位置與光電門間的距離適當(dāng)大些 C．應(yīng)將氣墊導(dǎo)軌調(diào)節(jié)水平 D．應(yīng)使細(xì)線與氣墊導(dǎo)軌平行 答案　(2)0.225　(3)①擋光片到光電門的距離s?、贏 解析　(2)實(shí)驗(yàn)時(shí)，將滑塊從A位置由靜止釋放，由數(shù)字計(jì)時(shí)器讀出遮光條通過(guò)光電門B的時(shí)間t，滑塊經(jīng)過(guò)光電門時(shí)的瞬時(shí)速度可近似認(rèn)為是滑塊經(jīng)過(guò)光電門的平均速度．即v＝＝m/s＝0.225 m/s

20、. (3)①根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式a＝得，若要得到滑塊的加速度，還需要測(cè)量的物理量是擋光片到光電門的距離s. ②拉力是直接通過(guò)力傳感器測(cè)量的，故與小車質(zhì)量和鉤碼質(zhì)量的大小關(guān)系無(wú)關(guān)，故A錯(cuò)誤；應(yīng)使A位置與光電門間的距離適當(dāng)大些，有利于減小誤差，故B正確；應(yīng)將氣墊導(dǎo)軌調(diào)節(jié)水平，使拉力等于合力，故C正確；要保持細(xì)線與氣墊導(dǎo)軌平行，拉力才等于合力，故D正確． 2．“探究加速度與力、質(zhì)量的定量關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)裝置如圖11甲所示． 圖11 (1)在平衡小車與桌面之間摩擦力的過(guò)程中，打出了一條紙帶如圖乙所示．計(jì)時(shí)器打點(diǎn)的時(shí)間間隔為0.02s，從比較清晰的點(diǎn)起，每5個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，測(cè)量并標(biāo)出相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)之間

21、的距離．該小車的加速度a＝________m/s2. (2)平衡摩擦力后，將5個(gè)相同的砝碼都放在小車上．掛上砝碼盤，然后每次從小車上取一個(gè)砝碼添加到砝碼盤中，測(cè)量小車的加速度．小車的加速度a與砝碼盤中砝碼總重力F的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表： 砝碼盤中砝碼總重力F/N 0.196 0.392 0.588 0.784 0.980 加速度a/(m·s－2) 0.69 1.18 1.66 2.18 2.70 請(qǐng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)在圖12所示坐標(biāo)系中作出a－F的關(guān)系圖象． 圖12 (3)根據(jù)提供的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出的a－F圖線不通過(guò)原點(diǎn)，請(qǐng)說(shuō)明主要原因．________________

22、__. 答案　(1)0.16　(2)見(jiàn)解析圖 (3)計(jì)算F時(shí)忘記加入砝碼盤的重力 解析　(1)由題意可知計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔T＝5T0＝0.1s. 由題圖乙可知Δs＝0.16cm＝1.6×10－3m，由Δs＝aT2可得a＝0.16m/s2. (2)a－F圖線如圖所示． (3)平衡小車與桌面之間的摩擦力后，a－F圖象仍不通過(guò)原點(diǎn)，是由于在計(jì)算F時(shí)忘記加入砝碼盤的重力，使作出的圖象向左平移． 3．(多選)甲、乙、丙、丁四位同學(xué)在做“探究加速度與力、質(zhì)量的定量關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)時(shí)(使用圖13所示的裝置)，設(shè)小車和車上砝碼的總質(zhì)量為M，小盤及盤中砝碼的總質(zhì)量為m，分別得出如圖中甲、乙、丙、丁

23、四個(gè)圖象，其中甲、乙、丙是a－F圖象，丁是a－圖象，則下列說(shuō)法正確的是(　　) 圖13 A．甲和乙沒(méi)有把握好實(shí)驗(yàn)條件M遠(yuǎn)大于m B．丙和丁沒(méi)有把握好實(shí)驗(yàn)條件M遠(yuǎn)大于m C．甲中長(zhǎng)木板的傾角太小，乙中長(zhǎng)木板的傾角太大 D．甲、乙、丙三位同學(xué)中，丙同學(xué)較好地完成了平衡摩擦力的操作 答案　BCD 解析　題圖圖象甲和乙都是直線，說(shuō)明滿足小車和車上砝碼的總質(zhì)量M遠(yuǎn)大于小盤及盤中砝碼的總質(zhì)量m，而丙和丁沒(méi)有把握好此條件，故圖線出現(xiàn)彎曲，A錯(cuò)誤，B正確；甲、乙、丙中只有丙圖經(jīng)過(guò)原點(diǎn)，說(shuō)明只有丙較好地完成了平衡摩擦力的操作，D正確；圖象甲中圖線在橫軸上有截距，即F為某一值時(shí)才開(kāi)始有加速度

24、，說(shuō)明長(zhǎng)木板傾角太小，沒(méi)有很好地平衡摩擦力，而圖象乙中圖線在縱軸上有截距，說(shuō)明長(zhǎng)木板傾角太大，平衡摩擦力過(guò)度，C正確． 1．利用如圖1所示的裝置探究加速度與力、質(zhì)量的定量關(guān)系，下列說(shuō)法中正確的是(　　) A．保持小車所受拉力不變，只改變小車的質(zhì)量，就可以探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系 B．保持小車質(zhì)量不變，只改變小車的拉力，就可以探究加速度與力、質(zhì)量之間的關(guān)系 C．先保持小車所受拉力不變，研究加速度與力的關(guān)系；再保持小車質(zhì)量不變，研究加速度與質(zhì)量的關(guān)系，最后歸納出加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系 D．先保持小車質(zhì)量不變，研究加速度與力的關(guān)系；再保持小車所受拉力不變，研究加速度與質(zhì)量的關(guān)系，

25、最后歸納出加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系 圖1 答案　D 解析　該實(shí)驗(yàn)采用的是控制變量法，即保持一個(gè)量不變，研究其他兩個(gè)量之間的關(guān)系．在探究加速度與質(zhì)量的關(guān)系時(shí)，應(yīng)保持拉力不變，在探究加速度與力的關(guān)系時(shí)，應(yīng)保持質(zhì)量不變，最后歸納出加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系，A、B、C錯(cuò)誤，D正確． 2．(多選)在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，關(guān)于平衡摩擦力的說(shuō)法中正確的是(　　) A．平衡摩擦力的本質(zhì)就是使小車受到的摩擦力為零 B．平衡摩擦力的本質(zhì)就是使小車所受的重力沿斜面方向的分力與所受到的摩擦阻力相平衡 C．平衡摩擦力的目的就是要使小車所受的合力等于所掛鉤碼通過(guò)細(xì)繩對(duì)小車施加的拉力 D．

26、平衡摩擦力是否成功，可由小車拖動(dòng)由打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶上的點(diǎn)跡間距是否均勻而確定 答案　BCD 解析　小車所受的摩擦力不可避免，平衡摩擦力的本質(zhì)就是使小車的重力沿斜面方向的分力與小車所受的摩擦阻力相平衡，A錯(cuò)誤，B正確；其目的是使小車所受的合力等于細(xì)繩對(duì)小車的拉力，C正確；恰好平衡摩擦力時(shí)，小車拖動(dòng)紙帶，不給小車提供拉力，給小車一個(gè)初速度，小車做勻速直線運(yùn)動(dòng)，由打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶上的點(diǎn)跡間距應(yīng)該是均勻的，D正確． 3．(2019·黃石市高一上學(xué)期期末)(1)在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)組裝了如圖2所示的裝置． 圖2 ①圖示實(shí)驗(yàn)裝置中除未平衡摩擦力外，還有一處

27、錯(cuò)誤是________； ②關(guān)于平衡摩擦力的操作過(guò)程，下列說(shuō)法正確的是________．(填字母代號(hào)) A．應(yīng)將長(zhǎng)木板的右端適當(dāng)墊高 B．應(yīng)將重物通過(guò)細(xì)繩與小車相連 C．應(yīng)將紙帶穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器并與小車相連 D．如果小車能在長(zhǎng)木板上保持靜止，就表明已經(jīng)平衡摩擦力 (2)圖3為某次實(shí)驗(yàn)所得的紙帶，E點(diǎn)在刻度尺上的讀數(shù)為_(kāi)_______cm，可求出該條紙帶的加速度為_(kāi)_______m/s2.(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字) 圖3 答案　(1)①拉小車的細(xì)繩沒(méi)有與長(zhǎng)木板平行　②AC (2)3.80　0.20 解析　(1)①實(shí)驗(yàn)要求拉力是平行于長(zhǎng)木板方向的，題圖中拉小車的細(xì)繩沒(méi)有與長(zhǎng)木板

28、平行． ②平衡摩擦力正確的操作：紙帶穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器并與小車相連，將長(zhǎng)木板的右端適當(dāng)墊高，輕推小車，如果紙帶上的點(diǎn)跡均勻分布，說(shuō)明小車做勻速直線運(yùn)動(dòng)，代表摩擦力已經(jīng)平衡． (2)讀數(shù)為3.80 cm.由題圖中數(shù)據(jù)可知CD＝1.10 cm，DE＝1.30 cm，EF＝1.50 cm，F(xiàn)G＝1.70cm，GH＝1.90cm，HI＝2.10cm，則根據(jù)Δs＝aT2得出a＝0.20m/s2. 4．用圖4甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置探究加速度與力、質(zhì)量的定量關(guān)系． 圖4 (1)完成平衡摩擦力的相關(guān)內(nèi)容： ①取下砂桶，把木板不帶滑輪的一端墊高； ②接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源，輕推小車，讓小車拖著紙帶運(yùn)動(dòng)．如果

29、打出的紙帶如圖乙所示，則應(yīng)________(填“增大”“減小”或“不改變”)木板的傾角，反復(fù)調(diào)節(jié)，直到紙帶上打出________的點(diǎn)跡為止． (2)某同學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)得到如圖丙所示的a－F圖象(砂和砂桶總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量)，則該同學(xué)探究的是：在小車質(zhì)量一定的條件下，________________成正比． (3)上題中若砂和砂桶總質(zhì)量過(guò)大，不能遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量，則可能會(huì)出現(xiàn)下列圖象中的______． 答案　(1)減小　間隔相等　(2)小車的加速度與所受拉力　(3)B 解析　(1)由題圖乙所示紙帶可知，小車運(yùn)動(dòng)過(guò)程中在相等時(shí)間內(nèi)的位移越來(lái)越大，小車做加速運(yùn)動(dòng)，平衡摩擦力過(guò)度，木板傾角太大，

30、應(yīng)減小木板的傾角，反復(fù)調(diào)節(jié)，直到紙帶上打出的點(diǎn)跡間隔相等為止． (2)由題圖丙可知，縱軸表示加速度，橫軸表示力，探究的是加速度與力的關(guān)系，應(yīng)控制小車質(zhì)量不變，由圖象可知：在小車質(zhì)量一定的條件下，小車的加速度與所受的拉力成正比． (3)若砂和砂桶總質(zhì)量過(guò)大，不能遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量，小車加速度與力不成正比，a－F圖象不是直線，a－F圖象向下彎曲，會(huì)出現(xiàn)B圖所示情況． 5．某實(shí)驗(yàn)小組利用小車、一端帶有滑輪的導(dǎo)軌、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和幾個(gè)已知質(zhì)量的小鉤碼探究加速度與力的關(guān)系，實(shí)驗(yàn)裝置如圖5甲所示． 圖5 (1)圖乙是實(shí)驗(yàn)中得到的一條紙帶，圖中打相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)的時(shí)間間隔為0.1s，由圖中的數(shù)據(jù)可得小

31、車的加速度a為_(kāi)_______m/s2. (2)該實(shí)驗(yàn)小組以測(cè)得的加速度a為縱軸，所掛鉤碼的總重力F為橫軸，作出的圖象如圖丙中圖線1所示，發(fā)現(xiàn)圖線不過(guò)原點(diǎn)，懷疑在測(cè)量力時(shí)不準(zhǔn)確，他們將實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了改裝，將一個(gè)力傳感器安裝在小車上，直接測(cè)量細(xì)線拉小車的力F′，作a－F′圖如圖丙中圖線2所示，則圖線不過(guò)原點(diǎn)的原因是____________________，對(duì)于圖象上相同的力，用傳感器測(cè)得的加速度偏大，其原因是________________________； (3)該實(shí)驗(yàn)小組在正確操作實(shí)驗(yàn)后，再以測(cè)得的加速度a為縱軸，所掛鉤碼的總重力F和傳感器測(cè)得的F′為橫軸作圖象，要使兩個(gè)圖線基本重合，請(qǐng)你設(shè)

32、計(jì)一個(gè)操作方案：____________. 答案　(1)0.195 (2)未平衡摩擦力或平衡摩擦力不足　鉤碼的質(zhì)量未遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量 (3)將n個(gè)鉤碼都放在小車上，每次從小車上取一個(gè)鉤碼掛在細(xì)線上，其余鉤碼留在小車上隨小車一起運(yùn)動(dòng) 解析　(1)根據(jù)Δs＝aT2，運(yùn)用逐差法得：a＝＝ m/s2＝0.195 m/s2. (2)由圖線可知，F(xiàn)不等于零時(shí)，a仍然為零，可知圖線不過(guò)原點(diǎn)的原因是未平衡摩擦力或平衡摩擦力不足．力傳感器可以直接測(cè)出細(xì)線拉力的大小，用鉤碼的重力表示細(xì)線的拉力，必須滿足鉤碼的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量，否則細(xì)線的拉力實(shí)際上小于鉤碼的重力．所以對(duì)于圖線上相同的力，用傳感器測(cè)得的

33、加速度偏大，原因是鉤碼的質(zhì)量未遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量． (3)要使兩個(gè)圖線基本重合，只要滿足鉤碼的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量即可． 6．(6分)(2018·杭州市高一上學(xué)期期末)某學(xué)習(xí)小組進(jìn)行了“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)． (1)實(shí)驗(yàn)過(guò)程，發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室有兩種打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，如圖6所示．其中電火花計(jì)時(shí)器是圖中的______；該打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的電源是________． 圖6 (2)該小組欲通過(guò)圖7所示裝置打出的紙帶來(lái)測(cè)量小車的加速度．如圖所示，是小車釋放前的狀態(tài)，圖中有兩處明顯錯(cuò)誤，請(qǐng)指出其中任意一處錯(cuò)誤________． 圖7 (3)經(jīng)正確操作后，打出的一條紙帶的一部分如圖8.從比較清晰的點(diǎn)起，每5個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，測(cè)出相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的距離(單位cm)，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所接電源頻率為50Hz.由此求得小車在打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打第2點(diǎn)的速度為_(kāi)_______m/s(保留兩位有效數(shù)字)． 圖8 答案　(1)B(1分)　220V交流電源(1分)　(2)沒(méi)有平衡摩擦力(小車沒(méi)有靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器)(2分)　(3)0.36(2分) 15