【實(shí)驗(yàn)要求】
1．通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究加速度與力、加速度與質(zhì)量的關(guān)系。
2．掌握實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理的方法，能根據(jù)圖像寫(xiě)出加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系式。
【實(shí)驗(yàn)原理】
1．如圖所示裝置，保持小車(chē)質(zhì)量M不變，改變小桶內(nèi)砂的質(zhì)量m，從而改變細(xì)線(xiàn)對(duì)小車(chē)的牽引力F(當(dāng)m<
【實(shí)驗(yàn)器材】
小車(chē)，砝碼，小桶，砂，細(xì)線(xiàn)，附有定滑輪的長(zhǎng)木板，墊塊，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，低壓交流電源，導(dǎo)線(xiàn)兩根，紙帶，托盤(pán)天平及砝碼，米尺。
【實(shí)驗(yàn)步驟】
1．用調(diào)整好的天平測(cè)出小車(chē)和小桶的質(zhì)量M和m，把數(shù)據(jù)記錄下來(lái)。
2．按如圖裝置把實(shí)驗(yàn)器材安裝好，只是不把掛小桶用的細(xì)線(xiàn)系在小車(chē)上，即不給小車(chē)加牽引力。
3．平衡摩擦力：在長(zhǎng)木板的不帶定滑輪的一端下面墊上墊塊，反復(fù)移動(dòng)墊塊的位置，直至小車(chē)在斜面上運(yùn)動(dòng)時(shí)可以保持勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)（可以從紙帶上打的點(diǎn)是否均勻來(lái)判斷）。
4．在小車(chē)上加放砝碼，小桶里放入適量的砂，把砝碼和砂的質(zhì)量M'和m'記錄下來(lái)。把細(xì)線(xiàn)系在小車(chē)上并繞過(guò)滑輪懸掛小桶，接通電源，放開(kāi)小車(chē)，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打下一系列點(diǎn)，取下紙帶，在紙帶上寫(xiě)上編號(hào)。
5．保持小車(chē)的質(zhì)量不變，改變砂的質(zhì)量（要用天平稱(chēng)量），按步驟4再做5次實(shí)驗(yàn)。
6．算出每條紙帶對(duì)應(yīng)的加速度的值。
7．用縱坐標(biāo)表示加速度a，橫坐標(biāo)表示作用力F，即砂和桶的總重力(m+m')g，根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果在坐標(biāo)平面上描出相應(yīng)的點(diǎn)，作圖線(xiàn)。探究加速度與外力的關(guān)系
8．保持砂和小桶的質(zhì)量不變，在小車(chē)上加放砝碼，重復(fù)上面的實(shí)驗(yàn)，并做好記錄，求出相應(yīng)的加速度，用縱坐標(biāo)表示加速度a，橫坐標(biāo)表示小車(chē)和車(chē)內(nèi)砝碼總質(zhì)量的倒數(shù)1/（M+M’），在坐標(biāo)平面上根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果描出相應(yīng)的點(diǎn)并作圖線(xiàn)。探究加速度與質(zhì)量的關(guān)系。
知識(shí)點(diǎn)一實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)
1．砂和小桶的總質(zhì)量不要超過(guò)小車(chē)和砝碼的總質(zhì)量的1/10，為什么？
2．在平衡摩擦力時(shí)，不要懸掛小桶，但小車(chē)應(yīng)連著紙帶且接通電源。用手給小車(chē)一個(gè)初速度，如果在紙帶上打出的點(diǎn)的間隔是均勻的，表明小車(chē)受到的阻力跟它的重力沿斜面向下的分力平衡。
3．作圖時(shí)應(yīng)該使所作的直線(xiàn)通過(guò)盡可能多的點(diǎn)，不在直線(xiàn)上的點(diǎn)也要盡可能對(duì)稱(chēng)地分布在直線(xiàn)的兩側(cè)，但如遇個(gè)別特別偏離的點(diǎn)可舍去。
【例1】（廣東惠州市07屆高三第二次調(diào)研考試）在探究加速度與物體所受合外力和質(zhì)量間的關(guān)系時(shí)，采用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置，小車(chē)及車(chē)中的砝碼質(zhì)量用M表示，盤(pán)及盤(pán)中的砝碼質(zhì)量用m表示，小車(chē)的加速度可由小車(chē)后拖動(dòng)的紙帶由打點(diǎn)計(jì)數(shù)器打上的點(diǎn)計(jì)算出：
（1）當(dāng)M與m的大小關(guān)系滿(mǎn)足 時(shí)，才可以認(rèn)為繩子對(duì)小車(chē)的拉力大小等于盤(pán)和砝碼的重力。
（2）一組同學(xué)在探究加速度與質(zhì)量的關(guān)系時(shí)，以下做法錯(cuò)誤的是（ ）
A．平衡摩擦力時(shí)，應(yīng)將盤(pán)及盤(pán)中的砝碼用細(xì)繩通過(guò)定滑輪系在小車(chē)上
B．每次改變小車(chē)質(zhì)量時(shí)，不需重新平衡摩擦力
C．實(shí)驗(yàn)時(shí)，先放開(kāi)小車(chē)，再接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源
D．小車(chē)運(yùn)動(dòng)的加速度可用天平測(cè)出m以及小車(chē)質(zhì)量M，直接用公式a＝mｇ/Ｍ求出。
（3）在保持小車(chē)及車(chē)中的砝碼質(zhì)量質(zhì)量M一定，探究加速度與所受合外力的關(guān)系時(shí)，由于平衡摩擦力時(shí)操作不當(dāng)，二位同學(xué)得到的a?Ｆ關(guān)系分別如下圖Ｃ、Ｄ所示（a是小車(chē)的加速度，Ｆ是細(xì)線(xiàn)作用于小車(chē)的拉力）。其原因分別是：
Ｃ圖：
Ｄ圖：
導(dǎo)示：（1）ｍ<<Ｍ；（2）ACD
（3）Ｃ圖：平衡摩擦力時(shí)，長(zhǎng)木板的傾角過(guò)大了；
Ｄ圖：沒(méi)有平衡摩擦力或木板的傾角過(guò)小。
知識(shí)點(diǎn)二誤差分析及數(shù)據(jù)處理
【例2】在探究加速度與物體質(zhì)量、物體受力的關(guān)系實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)裝置如圖乙所示：
一木塊放在水平光滑長(zhǎng)木板上，左側(cè)拴有一不可伸長(zhǎng)的細(xì)軟線(xiàn)，跨過(guò)固定在木板邊緣的滑輪與一重物相連，重物的質(zhì)量為m .木塊右側(cè)與穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶相連，在重物牽引下，木塊在木板上向左做勻加速運(yùn)動(dòng)。圖甲給出了打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打出的一些連續(xù)的點(diǎn)，它們之間的距離分別為S1、S2、S3、S4、S5、S6，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用交流電周期為T(mén)。
根據(jù)給以上數(shù)據(jù)求：
（1）木塊的加速度a= .
（2）細(xì)線(xiàn)對(duì)木塊的拉力T= .
（3）為了減少誤差，你認(rèn)為應(yīng)采取什么措施？
。
導(dǎo)示：（1）
（2）
（3）木塊的質(zhì)量應(yīng)遠(yuǎn)大于重物的質(zhì)量，實(shí)驗(yàn)前將木板右端稍墊高，直至木塊在細(xì)線(xiàn)未掛上重物時(shí)能沿木板勻速下滑。
【例3】（2007年物理海南卷．14）現(xiàn)要驗(yàn)證“當(dāng)質(zhì)量一定時(shí)，物體運(yùn)動(dòng)的加速度與它所受的合外力成正比”這一物理規(guī)律。給定的器材如下：一傾角可以調(diào)節(jié)的長(zhǎng)斜面（如圖）、小車(chē)、計(jì)時(shí)器一個(gè)、米尺。
（１）填入適當(dāng)?shù)墓交蛭淖�，完善以下�?shí)驗(yàn)步驟（不考慮摩擦力的影響）：
① 小車(chē)自斜面上方一固定點(diǎn)Ａ1從靜止開(kāi)始下滑至斜面底端Ａ2，記下所用的時(shí)間
② 用米尺測(cè)量Ａ1與Ａ2之間的距離s，則小車(chē)的加速度 ____________。
③ 用米尺Ａ1相對(duì)于Ａ2的高h(yuǎn)。設(shè)小車(chē)所受重力為mg，則小車(chē)所受的合外力Ｆ＝________。
④ 改變_________________，重復(fù)上述測(cè)量。
⑤ 以h為橫坐標(biāo)， 為縱坐標(biāo)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作圖。如能得到一條過(guò)原點(diǎn)的直線(xiàn)，則可以驗(yàn)證“當(dāng)質(zhì)量一定時(shí)，物體運(yùn)動(dòng)的加速度與它所受的合外力成正比”這一規(guī)律。
（２）在探究如何消除上述實(shí)驗(yàn)中摩擦阻力影響的過(guò)程中，某同學(xué)設(shè)計(jì)的方案是：
① 調(diào)節(jié)斜面傾角，使小車(chē)在斜面上勻速下滑。測(cè)量此時(shí)Ａ1點(diǎn)相對(duì)于斜面底端Ａ2的高度ho。
② 進(jìn)行（1）中的各項(xiàng)測(cè)量。
③ 計(jì)算與作圖時(shí)用（h－h(huán)o）代替h。
對(duì)此方案有以下幾種評(píng)論意見(jiàn)：
Ａ. 方案正確可行
Ｂ. 方案的理論依據(jù)正確，但利用所給的器材無(wú)法確定小車(chē)在斜面上是否做勻速運(yùn)動(dòng)。
Ｃ. 方案的理論依據(jù)有問(wèn)題，小車(chē)所受摩擦力與斜面傾角有關(guān)。
其中合理的意見(jiàn)是________。
導(dǎo)示：（１）�、� ③ �、苄泵鎯A角（或填h的數(shù)值）
（２）Ｃ。
知識(shí)點(diǎn)三實(shí)驗(yàn)的拓展與延伸
【例4】（08’揚(yáng)州三校聯(lián)考）一打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在斜面上某處，一小車(chē)拖著穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶從斜面上滑下，如圖所示．打出的紙帶的一段如圖所示．
（1）已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的交流電頻率為50HZ，利用紙帶圖給出的數(shù)據(jù)可求出小車(chē)下滑的加速度a= ．
（2）為了求出小車(chē)在下滑過(guò)程中所受的阻力，還需測(cè)量的物理量有 。用測(cè)得的量及加速度a表示阻力的計(jì)算式為f= ．
導(dǎo)示：（1）a=4.0m/s2。
（2）斜面傾角（或斜面的長(zhǎng)和對(duì)應(yīng)的高）；
f=mgsinα-ma。
1、在本實(shí)驗(yàn)中，關(guān)于器材的選擇和安放，下列說(shuō)法中正確的是（ ）
A、可以用砂桶代替鉤碼拉動(dòng)小車(chē)運(yùn)動(dòng)
B、必須將長(zhǎng)木板水平放置在桌面上
C、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用電源電壓只要在4V-6 V間就可以。因此，如果無(wú)學(xué)生電源，可用4節(jié)干電池代替
D、所掛鉤碼重力應(yīng)大于小車(chē)的重力
2、在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)時(shí)：
（1）我們已經(jīng)知道，物體的加速度（a）同時(shí)跟合外力（F）和質(zhì)量（m）兩個(gè)因素有關(guān)。要研究這三個(gè)物理量之間的定量關(guān)系的基本思路是
；
（2）小薇同學(xué)的實(shí)驗(yàn)方案如圖所示，
為了用細(xì)線(xiàn)的拉力表示小車(chē)受到的合外力，還應(yīng)該采取的措施是 。在滿(mǎn)足 的條件下，可以通過(guò)測(cè)量 來(lái)表示小車(chē)受到的合外力；
（3）小薇同學(xué)采用上述實(shí)驗(yàn)方案，并利用公式 計(jì)算加速度，則在實(shí)驗(yàn)操作中應(yīng)采取的措施是： ；為了使誤差盡量小，你認(rèn)為運(yùn)用 公式計(jì)算小車(chē)加速度更合理；
（4）針對(duì)小薇同學(xué)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)操作、數(shù)據(jù)采集與處理，就其中的某一點(diǎn)，提出你有別于小薇同學(xué)設(shè)計(jì)或處理方法： 。
答案：1、A
2、（1）先保持m不變，研究a與F的關(guān)系，再保持F不變，研究a與m的關(guān)系；
（2）把木板的末端墊起適當(dāng)高度以平衡摩擦力。砂和桶的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車(chē)質(zhì)量，砂和桶的重力；
（3）先打開(kāi)電源，再釋放小車(chē)； △S=aT2
（4）采用氣墊導(dǎo)軌以減小摩擦力；利用"光電門(mén)"和計(jì)算機(jī)連接直接得到加速度，利用v-t圖像計(jì)算加速度；用彈簧秤測(cè)量砂和桶的重力；用力和加速度的比值是否不變來(lái)處理數(shù)據(jù)，等等。
本文來(lái)自：逍遙右腦記憶 http://m.portlandfoamroofing.com/gaosan/81084.html
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