探究加速度与质量、力的关系.doc

探究加速度与小车质量M、所受外力的关系

1．目的：探究加速度与小车质量M、所受外力的关系

2．原理：控制变量法

图(

图(a) 图(b)

纸带运动方向→v

B

D

A

C

平衡摩擦力的目的是为了使小车的合外力为绳子的拉力

原理及重点问题讨论：

问题情境1：

（1）、在实验前对摩擦力进行了平衡以后，实验中需在小车上增加或减少砝码，因此为改变小车对木板的压力，从而使摩擦力出现变化，有没有必要重新平衡摩擦力？

（2）、在实验中作出a-F图如图1所示，出现Ⅰ图的原因？出现图线Ⅱ的原因？

出现Ⅰ图的原因：

出现图线Ⅱ的原因：

问题情境2：（1）、在研究小车的加速度a和小车的质量M的关系时，由于始终没有满足M》m(m为砂桶及砂桶中砂的质量)的条件，结果得到的图像应是如下图中的图(?????).

（2）在研究小车的加速度a和拉力F的关系时，由于始终没有满足M》m的关系，结果应是下图中的图()

3．改造的情况一是条件发生了变化（仪器等），二是对原来实验的不合理处进行改变或实验思想的完善。

下面就加速度的测量、平衡摩擦、M远大小m三种情况展开变换。

1）测a

①不直接测量，用比例法

由静止开始的匀加速运动，是测量运动相同位移所需的时间，还是测量经过相同时间运动的位移？（秒表+刻度尺）（光电门+刻度尺）

由静止开始的匀加速运动，测量经过相同位移获得的速度（光电门+刻度尺）

3．用如图3－3－9所示的装置来探究物体的加速度与力、质量的关系．实验时，小盘和砝码牵引小车，使小车做初速度为零的匀加速运动．

图3－3－9

(1)此实验中可以不测量加速度的具体值，原因是________________________________________。

(2)通过改变________，就可以改变小车所受的合力．

(3)在探究加速度与质量关系时，分别以________为纵坐标、________为横坐标作图象，这样就能直观地看出二者关系．

答案：(1)探究的是加速度与其他量之间的比例关系(其他解答只要合理即可．如：初速度为零的匀加速运动，在相同的时间内，位移与加速度成正比)

(2)砝码的数量(3)a或(eq\f(1,m))eq\f(1,m)(或a)

小车Ⅱ小车Ⅰ细线控制装置滑轮砝码盘

小车Ⅱ

小车Ⅰ

细线

控制装置

滑轮

砝码盘

和砝码

（1）在安装实验装置时，应调整滑轮的高度，使；

在实验时，为减小系统误差，应使砝码盘和砝码的总质量小车的质量（选填“远大于”、“远小于”、“等于”）。

（2）本实验通过比较两小车的位移来比较小车加速度的大小，能这样比较，是因为。

（1）小车与滑轮之间的细线水平（或与轨道平行）（2分）；远小于（2分）

（2）两车从静止开始作匀加速直线运动，且两车的运动时间相等，据知，s与a成正比。（2分）

②测出加速度

▲根据纸带用逐差法测量加速度

▲

问题情境3：

(1)某同学的做法是：将长木板的一端放在小木块上构成一斜面，阻力可不计，用小木块改变斜面的倾角，保持滑轮小车的质量不变，让小车沿不同倾角的斜面由顶端无初速释放，用秒表记录小车滑到斜面底端的时间。试回答下列问题：

①改变斜面倾角的目的是：;

②用秒表记录小车下滑相同距离（从斜面顶端到底端）所花的的时间，而不是记录下滑相同时间所对应的下滑距离，这样做的好处是：。

▲由静止开始的匀加速运动，测量经过相同位移获得的速度（光电门+刻度尺）

问题情境1：某同学在“研究小车的加速度与外力关系”的探究实验中，使用了光电门。他将光电门固定在轨道上的某点B，用不同重力的物体拉小车，但每次小车从同一位置A由静止释放,测出对应不同外力时小车上遮光板通过光电门的时间△t，然后经过数据分析得出F反比于△t2。则他就得出物体的加速度正比于外力的结论。请简要说明该同学这样做的理由。

【例2】(2011·宿迁模拟)某实验小组利用如图3－3－5所示的实验装置来探究当合外力一定时，物体运动的加速度与其质量之间的关系．

(1)由图中刻度尺读出两个光电门中心之间的距离x＝24cm，由图3－3－6中游标卡尺测得遮光条的宽度d＝______cm.该实验小组在做实验时，将滑块从图3－3－5所示位置由静止释放，由数字计时器可以读出遮光条通过