2017-2018學(xué)年高中物理第6章力與運(yùn)動(dòng)第2節(jié)第1課時(shí)實(shí)驗(yàn)探究：加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系

1、第 1 課時(shí) 實(shí)驗(yàn)探究：加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系m 實(shí)驗(yàn)知能清清楚楚、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.學(xué)會(huì)用控制變量法研究物理規(guī)律。2.探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系。二、實(shí)驗(yàn)原理1采用控制變量法：當(dāng)研究對(duì)象有兩個(gè)以上且相互關(guān)聯(lián)的物理量發(fā)生變化時(shí)，為了研究各物理量之間的關(guān)系， 我們需要設(shè)法控制某些物理量保持不變，研究其中兩個(gè)物理量之間的變化關(guān)系，這是物理學(xué)實(shí)驗(yàn)中研究變量關(guān)系經(jīng)常采用的一種方法一一控制變量法。在該實(shí)研究加速度a與F及m之間的關(guān)系時(shí)，我們先控制一個(gè)物理量。驗(yàn)中有F、m a三個(gè)物理量,實(shí)驗(yàn)中可先控制小車(chē)的質(zhì)量m不變，討論a與F的關(guān)系，再控制所掛重物的重力不變，即F不變，改變小車(chē)的質(zhì)量m2.要測(cè)量的物理量小車(chē)與

2、車(chē)上砝碼的總質(zhì)量m用天平測(cè)出;小車(chē)受到的拉力F用天平測(cè)出所掛重物的質(zhì)討論a與m的關(guān)系。F=G= Mg算出;小車(chē)的加速度a通過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶應(yīng)用勻變速運(yùn)動(dòng)規(guī)律計(jì)算得出。三、實(shí)驗(yàn)器材打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、紙帶及復(fù)寫(xiě)紙片、小車(chē)、一端附有定滑輪的長(zhǎng)木板、重物、細(xì)繩、低壓交流電源、兩根導(dǎo)線、天平（帶有一套砝碼）、刻度尺、砝碼。四、實(shí)驗(yàn)步驟1.用天平測(cè)出小車(chē)和砝碼盤(pán) （包括其中的砝碼）的質(zhì)量分別為m M并把測(cè)量的數(shù)值記錄下來(lái)。2.如圖 6-2-1 所示2平衡摩擦力：在木板無(wú)滑輪的一端下面墊一薄木塊，反復(fù)移動(dòng)木塊的位置，直至小車(chē)在斜面上運(yùn)動(dòng)時(shí)能保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，此時(shí)小車(chē)拖著紙帶運(yùn)動(dòng)受到的摩擦力恰好與小 車(chē)受

3、到的重力沿斜面方向的分力平衡。4把細(xì)繩系在小車(chē)上并繞過(guò)定滑輪懸掛砝碼盤(pán)，在砝碼盤(pán)中放上適量的砝碼。先接通3.3電源再放開(kāi)小車(chē)，取下紙帶，在打點(diǎn)的紙帶上標(biāo)上紙帶號(hào)碼。5.保持小車(chē)的質(zhì)量不變，改變砝碼盤(pán)中砝碼的質(zhì)量，然后重復(fù)步驟 每次砝碼的質(zhì)量，將對(duì)應(yīng)的紙帶標(biāo)上編碼。aT2計(jì)算出每條紙帶對(duì)應(yīng)的加速度數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)點(diǎn)，用一條平滑的線將各點(diǎn)連接起來(lái)。4,在表格中記下6在每條紙帶上都選取一段比較理想的部分（點(diǎn)跡清晰，間隔適中），測(cè)出打下的相鄰各計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的間隔，根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的判定式S=S2Sl=S3S2=SnSn1=7用縱坐標(biāo)表示加速度a,橫坐標(biāo)表示力F,建立直角坐標(biāo)系，在坐標(biāo)系中描出各實(shí)驗(yàn)&am

4、p;保持懸掛砝碼的質(zhì)量不變（即保持拉力不變-1），在小車(chē)上依次加放砝碼（改變小車(chē)的質(zhì). .量），并將砝碼的質(zhì)量記錄在表格中。小車(chē)質(zhì)量改變一次就按正確的方法釋放小車(chē)，并打出4紙帶同時(shí)給紙帶編號(hào)。計(jì)算出每條紙帶對(duì)應(yīng)的加速度。9用縱坐標(biāo)表示加速度 a,橫坐標(biāo)表示小車(chē)及小車(chē)上砝碼總質(zhì)量的倒數(shù) 描出各實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)點(diǎn)，用一條平滑的線將各點(diǎn)連接起來(lái)。m在坐標(biāo)系中m五、數(shù)據(jù)處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理可采用計(jì)算法和圖像法兩種不同的方法：1.計(jì)算法測(cè)出各條紙帶上相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的位移間隔，計(jì)算出每條紙帶對(duì)應(yīng)的加速度a F a*1m是否滿足_ =三，一=_。aaF2a?ma，看看2.圖像法（1） 保持小車(chē)的質(zhì)量不變，

5、 研究加速度與力的關(guān)系。計(jì)算出加速度以（2）保持受力不變，研究加速度與質(zhì)量的關(guān)系。Zz冃、厶“、”在相同力的作用下，質(zhì)量m越大，加速度a越小。這可能是“a與m成反比，但也可能是“a與m成反比”，甚至是更為復(fù)雜的關(guān)系。我們應(yīng)該從最簡(jiǎn)單的情況入手，檢驗(yàn)是否是“a與m成反比”。在數(shù)據(jù)處理上，為了方便，我們可以研究i嚀的關(guān)系，如果“a與m成反比”，則a與m成正比。以質(zhì)量的倒數(shù)m為橫坐標(biāo)，以加速度a為縱坐標(biāo)建立坐標(biāo)系，描1 1出a-m圖像，如果孑圖像是一條過(guò)原點(diǎn)的傾斜直線，可得出結(jié)論:F不變時(shí)，加速度a與質(zhì)量m成反比。六、誤差分析51 質(zhì)量的測(cè)量，紙帶上打點(diǎn)間隔距離的測(cè)量，拉線或紙帶與木板不平行等都會(huì)造

6、成誤差。2 平衡摩擦力不準(zhǔn)確造成誤差。在平衡摩擦力時(shí)，小車(chē)上不拴細(xì)線，不掛砝碼盤(pán)，首先目測(cè)小車(chē)沿長(zhǎng)木板的運(yùn)動(dòng)是否是勻速運(yùn)動(dòng)，然后將紙帶固定在小車(chē)上，接通電源，釋放小車(chē)，打出紙帶，準(zhǔn)確研究小車(chē)的運(yùn)動(dòng)是否是勻速運(yùn)動(dòng)。3由于實(shí)驗(yàn)原理不完善造成實(shí)驗(yàn)誤差。實(shí)驗(yàn)中用砝碼盤(pán)及砝碼的總重力代替小車(chē)受到的拉力存在誤差。小車(chē)受到的拉力實(shí)際上是拴接砝碼盤(pán)的細(xì)線上的拉力，細(xì)線上的拉力小于砝碼盤(pán)及砝碼的總重力，存在系統(tǒng)誤差。七、注意事項(xiàng)1.在本實(shí)驗(yàn)中，必須平衡摩擦力。平衡摩擦力時(shí)不要掛重物。平衡摩擦力后，在后面 的實(shí)驗(yàn)中不管是改變砝碼盤(pán)和砝碼的質(zhì)量還是改變小車(chē)的質(zhì)量，都不需要重新平衡摩擦力。2 實(shí)驗(yàn)中，必須滿足小車(chē)及小

7、車(chē)上砝碼的總質(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于所掛砝碼盤(pán)和盤(pán)中砝碼的質(zhì)量。只有這樣，砝碼盤(pán)和砝碼的總重力才可以視為與小車(chē)所受細(xì)線的拉力相等。3在每次實(shí)驗(yàn)時(shí)，從盡量靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的位置由靜止釋放小車(chē)，并且先通電后釋放小車(chē)，在小車(chē)到達(dá)定滑輪位置時(shí)按住小車(chē)。4 利用紙帶計(jì)算加速度時(shí)，應(yīng)該求每條紙帶上加速度的平均值。5.作圖像時(shí)，要使盡可能多的點(diǎn)落在所作的直線上，不在直線上的點(diǎn)應(yīng)盡可能對(duì)稱(chēng)地分布在所作直線的兩側(cè)。偏離直線較遠(yuǎn)的點(diǎn)是錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)，可舍去不予考慮。?？碱}點(diǎn)明明白白*-例 1探究物體的加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系實(shí)驗(yàn)如下：(1) 在探究物體的加速度與力的關(guān)系時(shí)，應(yīng)保持 _ 不變，改變施加在物體上的水平拉力F,測(cè)出相對(duì)應(yīng)的

8、加速度a。(2) 在探究物體的加速度與物體質(zhì)量的關(guān)系時(shí)，應(yīng)保持 _ 不變，改變物體的質(zhì)量m測(cè)出相對(duì)應(yīng)的加速度a。(3) 本實(shí)驗(yàn)也可以不測(cè)加速度的具體數(shù)值，通過(guò)測(cè)出兩個(gè)初速度為零的勻加速運(yùn)動(dòng)的小車(chē)在相同時(shí)間內(nèi)發(fā)生的位移S1、S2來(lái)測(cè)量不同情況下物體加速度的比值，此比值旦1 2=有 4 位同學(xué)在做“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，分別得出如圖6-2-2甲、乙、丙、丁四條圖線，設(shè)小車(chē)質(zhì)量和車(chē)上砝碼質(zhì)量之和為m砂及砂桶的總質(zhì)量為m。2其中圖甲、乙、丙是a-F圖線，圖丁是 弘訃圖線，則以下說(shuō)法中正確的是()6D.甲、乙、丙相比，丙較好地完成了平衡摩擦力的操作-1解析(1)在探究物體的加速度與力、質(zhì)

9、量的關(guān)系中，采用控制變量法，探究物體的JX F加速度與力的關(guān)系時(shí)，應(yīng)保持物體的質(zhì)量不變。一CJ(2) 在探究物體的加速度與物體質(zhì)量的關(guān)系時(shí)，應(yīng)保持物體所受合外力不變。12(3) 小車(chē)做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，則位移與加速度之間滿足s=;at。v Jaisi在相等時(shí)間內(nèi)，有一=。32S2(4) 只有當(dāng)n?m時(shí)，小車(chē)受到的合外力才可以認(rèn)為等于砂及砂桶的重力。這種情況下1a與F成正比，a與-成正比，故選項(xiàng) A 錯(cuò)，B 正確；甲圖線說(shuō)明沒(méi)有平衡摩擦力或平衡摩擦m力不夠，長(zhǎng)木板傾角過(guò)小，乙圖線說(shuō)明平衡摩擦力過(guò)度，木板傾角太大，選項(xiàng)C 錯(cuò)誤；丙圖線過(guò)原點(diǎn)說(shuō)明平衡了摩擦力，故只有丙較好地完成了平衡摩擦力

10、的操作，選項(xiàng)答案物體的質(zhì)量弋合外力(3)勺S2BD例 2在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中，測(cè)得的加速度1記錄如表一，測(cè)得的加速度a和的相應(yīng)數(shù)據(jù)記錄如表二。m表2a/(m/s )1.984.065.958.12F/N1.002.003.004.00表二2a/(m/s )2.042.663.233.98A.B.C.甲和乙均沒(méi)有較好地把握實(shí)驗(yàn)條件丙和丁甲中平衡摩擦力時(shí)使長(zhǎng)木板傾角太大,n?n?6-2-2而乙中長(zhǎng)木板傾角太小D正確。a和F的相應(yīng)數(shù)據(jù)甲圖T71 - -/(kg1)m0.500.670.801.0081由表一、表二數(shù)據(jù)用描點(diǎn)法在圖6-2-3中作出a-F圖像、嚀圖像。1解析(1)根據(jù)表

11、格中的數(shù)據(jù)用描點(diǎn)法在坐標(biāo)紙上作a-F圖像和a-訃圖像，連線時(shí)速度與質(zhì)量的倒數(shù)成正比，即加速度與質(zhì)量成反比。由于a=三在a-F圖像中，斜率ki= - = 2.0，貝Um=0.50 kg，在a-1圖像中，斜率k2=F= 4.0 N。答案(1)圖見(jiàn)解析(2)加速度與力成正比，與質(zhì)量成反比(3) m= 0.50 kgF=4.0 N例 3圖 6-2-4 為驗(yàn)證牛頓第二定律的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖。圖中打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源為 50Hz 的交流電源，打點(diǎn)的時(shí)間間隔用t表示。在小車(chē)質(zhì)量未知的情況下，某同學(xué)設(shè)計(jì)了一種方法用來(lái)探究“在外力一定的條件下，物體的加速度與其質(zhì)量間的關(guān)系”。勺吊盤(pán)圖 6-2-4(1)完成下列實(shí)驗(yàn)步驟

12、中的填空。應(yīng)使線過(guò)大部分的點(diǎn)，個(gè)別偏離較遠(yuǎn)的點(diǎn)可舍去。;加小車(chē)竹 _ _%、左仝紙帶圖 6-2-3畫(huà)出的(2)畫(huà)出的91平衡小車(chē)所受的阻力：小吊盤(pán)中不放物塊，調(diào)整木板右端的高度，用手輕撥小車(chē)，直10到打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出一系列 _的點(diǎn)。2按住小車(chē)，在小吊盤(pán)中放入適當(dāng)質(zhì)量的物塊，在小車(chē)中放入砝碼。3打開(kāi)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源， 釋放小車(chē)，獲得帶有點(diǎn)列的紙帶， 在紙帶上標(biāo)出小車(chē)中砝碼的 質(zhì)量m4按住小車(chē)，改變小車(chē)中砝碼的質(zhì)量，重復(fù)步驟。5在每條紙帶上清晰的部分，每5 個(gè)間隔標(biāo)注一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)。測(cè)量相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)的間距si,S2求出與不同m相對(duì)應(yīng)的加速度a。一1一 一16以砝碼的質(zhì)量m為橫坐標(biāo)，-為縱坐標(biāo)，在坐標(biāo)紙上作出

13、-m關(guān)系圖線。若加速度與aarv J小車(chē)和砝碼的總質(zhì)量成反比，則-與m應(yīng)成_ （選填“線性”或“非線性”?）關(guān)系。a（2）完成下列填空。1本實(shí)驗(yàn)中，為了保證在改變小車(chē)中砝碼的質(zhì)量時(shí)，小車(chē)所受的拉力近似不變，小吊盤(pán)和盤(pán)中物塊的質(zhì)量之和應(yīng)滿足的條件是 _。2設(shè)紙帶上三個(gè)相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)的間距為si、S2和S3a可用siS3和t表示為a=_。圖 6-2-5 為用米尺測(cè)量某一紙帶上的si、S3的情況，由圖可讀出si=_mmS3=A _mm 由此求得加速度的大小a=_ m/s。圖 6-2-6解析（1）小車(chē)和吊盤(pán)受到的合外力為零，一起做勻速直線運(yùn)動(dòng)， 所以紙帶點(diǎn)距相等。1 in車(chē)1平衡阻力后，設(shè)小車(chē)受到的拉力為

14、F,則有F= （m卄m車(chē)）a,即-=己卄疋，2是關(guān)于m的一次函數(shù)，它們是線性關(guān)系。（2）實(shí)際上，小車(chē)的拉力F會(huì)隨m的變化而變化，不是恒定的。因?yàn)椋簩?duì)小車(chē)由牛頓第二定律有：F= （m車(chē)）a,對(duì)吊盤(pán)和物塊（設(shè)其質(zhì)量為m）有：mgF=ma,圖 6-2-6 為所得實(shí)驗(yàn)圖線的示意圖。設(shè)圖中直線的斜率為k,在縱軸上截距為b,若牛頓定律成立，則小車(chē)受到的拉力為，小車(chē)的質(zhì)量為11可以將裝有砂子的小桶用鉤碼代替，這樣會(huì)使實(shí)驗(yàn)更加方便解析：選 C 打點(diǎn)計(jì)時(shí)器需要的是低壓交流電源，A 錯(cuò)誤；如果用鉤碼代替裝有砂子的小桶進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，不利于調(diào)節(jié)拉力的大小，B 錯(cuò)誤；實(shí)驗(yàn)中處理圖像，一般都是盡量“化曲為直”，這樣更容易判斷

15、問(wèn)題，C 正確；小車(chē)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中受的阻力是永遠(yuǎn)存在的，無(wú)法使之為零，故 D 項(xiàng)錯(cuò)誤。2.（多選）如圖 6-2-7 是某些同學(xué)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)畫(huà)出的圖像，下列說(shuō)法中正確的是（）1聯(lián)立以上兩式得：F=-mog,mo1 + 因此，當(dāng)改變小車(chē)上的砝碼的質(zhì)量m時(shí)，F(xiàn)會(huì)相應(yīng)改變。只有當(dāng)?shù)醣P(pán)和物塊質(zhì)量mo?m+m車(chē)時(shí)，拉力F-mg才是不變的，在這種情況下，才可驗(yàn)證“拉力一定時(shí)，加速度與物體質(zhì)量的關(guān)系”。S3Si由逐差法S3S1= 2a(5 t)2得加速度a=3: 2,由圖可讀出S1= 36.8 mm 12.5tmm= 24.3 mm ,S3= 120.0 mm 72.9 mm = 47.1 mm，一定要估讀到毫米

16、的下一位數(shù)字。代入數(shù)據(jù)，得加速度的大小a= 1.14 m/s2。注意單位的變換。1由-=a1m車(chē)1n車(chē)1bFm+F可知：斜率匸=k, 截距F=b,解這兩式得F=k，口車(chē)=答案（1）間距相等 線性（2）小吊盤(pán)和盤(pán)中物塊的質(zhì)量之和遠(yuǎn)小于小車(chē)和砝碼的質(zhì)量S3S11b亍243仃114k k司跟蹤訓(xùn)1.在探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)中，下列做法或者理由正確的是A. 實(shí)驗(yàn)中為了保證安全，應(yīng)該選用低壓直流電源B.C.實(shí)驗(yàn)結(jié)果不用a-M圖像，而用a-像，是為了便于根據(jù)圖像直觀地進(jìn)行判斷D.“平衡摩擦力”的本質(zhì)就是讓小車(chē)受到的摩擦力為A.B.C.D.形成圖甲的原因是平衡摩擦力時(shí)長(zhǎng)木板傾角過(guò)大形成圖乙的原因是

17、平衡摩擦力時(shí)長(zhǎng)木板傾角過(guò)小形成圖丙的原因是平衡摩擦力時(shí)長(zhǎng)木板傾角過(guò)大形成圖丁的原因是平衡摩擦力時(shí)長(zhǎng)木板傾角過(guò)小圖 6-2-712解析：選 AD 題中甲圖當(dāng)F= 0 時(shí)，小車(chē)就有了加速度，可見(jiàn)是長(zhǎng)木板傾角過(guò)大。乙圖131 一 一mo時(shí)，小車(chē)質(zhì)量很大，這時(shí)一開(kāi)始小車(chē)的加速度不為零，說(shuō)明使小車(chē)下滑的力已大于最大靜摩擦力，也是長(zhǎng)木板傾角過(guò)大。同理，丙、丁都是長(zhǎng)木板傾角過(guò)小。3 若測(cè)得某一物體受力F一定時(shí)，加速度a與質(zhì)量m的關(guān)系數(shù)據(jù)如表所示:a/ms s2.042.663.233.98mkg2.001.501.251.001根據(jù)表中所列數(shù)據(jù)，畫(huà)出 嚀圖像。由a-圖像關(guān)系可知，當(dāng)F一定時(shí)，a與m成關(guān)系。m

18、-1 1 一一解析：要畫(huà)a-m圖像，需先求出與a對(duì)應(yīng)的m,其數(shù)據(jù)分別為 0.50、0.67、0.80 和 1.00。然后描點(diǎn)、連線，得到圖像如圖所示。F/N,p0.200.300.400.500.60a/(ms-2)0.100.230.270.400.49（1）根據(jù)表中數(shù)據(jù)，在圖 6-2-9 所示坐標(biāo)系中作出圖像。Ir、J（2）_ 圖線存在截距，其原因是圖 6-2-9解析：（1）以表中的數(shù)據(jù)為坐標(biāo)，描點(diǎn)作圖，擬合出直線。由圖像可知，當(dāng)細(xì)線的拉力增大到一定數(shù)值時(shí)才產(chǎn)生加速度，說(shuō)明有阻力作用。答案：（1）見(jiàn)解析圖（2）反比14（2）水平面與小車(chē)之間存在摩擦力作用5.圖 6-2-10 為探究加速度與

19、力、質(zhì)量的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖。砂和砂桶的總質(zhì)量為m小車(chē)和砝碼的總質(zhì)量為M實(shí)驗(yàn)中用砂和砂桶總重力的大小作為細(xì)線對(duì)小車(chē)?yán)Φ拇笮?。?）實(shí)驗(yàn)中，為了使細(xì)線對(duì)小車(chē)的拉力等于小車(chē)所受的合外力，先調(diào)節(jié)長(zhǎng)木板一端滑輪的高度，使細(xì)線與長(zhǎng)木板平行。接下來(lái)還需要進(jìn)行的一項(xiàng)操作是小曲Uli接交流電滌圖 6-2-10A. 將長(zhǎng)木板水平放置，讓小車(chē)連著已經(jīng)穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶，給打點(diǎn)計(jì)時(shí)器通電，調(diào)節(jié) m 的大小，使小車(chē)在砂和砂桶的牽引下運(yùn)動(dòng)。從打出的紙帶判斷小車(chē)是否做勻速運(yùn)動(dòng)。B. 將長(zhǎng)木板的一端墊起適當(dāng)?shù)母叨?，讓小?chē)連著已經(jīng)穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶，撤去砂 和砂桶，給打點(diǎn)計(jì)時(shí)器通電，輕推小車(chē)，從打出的紙帶判斷小車(chē)是否

20、做勻速運(yùn)動(dòng)。C. 將長(zhǎng)木板的一端墊起適當(dāng)?shù)母叨?，撤去紙帶以及砂和砂桶，輕推小車(chē)，觀察判斷小 車(chē)是否做勻速運(yùn)動(dòng)。（2）實(shí)驗(yàn)中要進(jìn)行質(zhì)量m和M的選取，以下最合理的一組是 _ 。A.M=200g , m= 10 g、 15 g、 20 g、 25 g、 30 g、40 gB.M=200g , m= 20 g、 40 g、 60 g、 80 g、 100 g、120 gC.M=400 g , m= 10 g、 15 g、 20 g、 25 g、 30 g、40 gD.M=400 g , m= 20 g、 40 g、 60 g、 80 g、 100 g、120 g（3）圖 6-2-11 是實(shí)驗(yàn)中得到的一

21、條紙帶，AB C D E、F、G為 7 個(gè)相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰的兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有四個(gè)點(diǎn)未畫(huà)出。量出相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的距離分別為：SAP4.22cmSBC=4.65 cm、SCH5.08 cm、SDE=5.49 cm、SEF=5.91 cm、SFG=6.34 cm。已知打點(diǎn)計(jì) 時(shí)器的工作頻率為 50 Hz，則小車(chē)的加速度a=_m/s2（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）。H C D T：F（1?圖 6-2-11解析：（1）小車(chē)（含砝碼）在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中受到重力、支持力、紙帶的拉力、木板對(duì)小車(chē)（含砝碼）的摩擦力和細(xì)線拉力的作用。 為了使細(xì)線對(duì)小車(chē)的拉力等于小車(chē)（含砝碼）所受的合力，應(yīng)把木板的一端墊起適當(dāng)?shù)母叨龋?/p>

22、使重力、支持力、紙帶的拉力和摩擦力的合力為零，即15小車(chē)在沒(méi)有受到細(xì)線的拉力時(shí)做勻速運(yùn)動(dòng)。在進(jìn)行這一操作時(shí)，不應(yīng)掛砂桶，小車(chē)應(yīng)連接紙圖 6-2-1316帶，選項(xiàng)A C錯(cuò)誤，B 正確。 由于細(xì)線的拉力不易測(cè)量，本實(shí)驗(yàn)中用砂和砂桶總重力的大小來(lái)代替細(xì)線拉力的大 小，設(shè)細(xì)線拉力為T(mén)，設(shè)加速度大小為a，貝 UT=n(ga) ,T=Ma可得a=船，當(dāng)砂桶的加速度很小時(shí)，T近似等于mg因此實(shí)驗(yàn)中應(yīng)控制實(shí)驗(yàn)條件，使砂桶的加速度很小。只有當(dāng)小車(chē)(含砝碼)的質(zhì)量遠(yuǎn)大于砂和砂桶的總質(zhì)量時(shí)，細(xì)線的拉力才近似等于砂和砂桶的總重力。選項(xiàng) C 正確。(1) 在平衡小車(chē)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)

23、時(shí)器打點(diǎn)的時(shí)間間隔為 0.02 s。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)，量出相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的距離。該小車(chē)的加速度a=_ m/s2。(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)(2) 平衡摩擦力后，將幾個(gè)相同的大砝碼都放在小車(chē)上，掛上砝碼盤(pán)，然后每次另取一個(gè)較小質(zhì)量的砝碼添加到砝碼盤(pán)中，測(cè)量小車(chē)的加速度。小車(chē)的加速度a與砝碼盤(pán)中砝碼總重力F的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表：砝碼盤(pán)中砝碼YY/X總重力F/N0.1960.3920.5880.7840.980加速度a/ms20.691.181.662.182.70請(qǐng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)在圖 6-2-13 所示的坐標(biāo)系中作出a-F的關(guān)系圖像。相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)的時(shí)間間隔T= 0.1s , 由 s=

24、aT可得a=SFG+SEF+SDESCD+SBC+SAB代入數(shù)據(jù)解得2a= 0.42 m/s 。答案：(1)B(2)C(3)0.426.“探究加速度與物體質(zhì)量、 物體受力的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)裝置如圖amfl23)T3.523.683啟3)乙(單位乂旳6-2-12 甲所示。甲小打點(diǎn) 車(chē)計(jì)吋耀圖6-2-1217(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。解析：根據(jù) s=aT2可計(jì)算小車(chē)的加速度a= 0.16 m/s2,運(yùn)用表格中測(cè)出的數(shù)據(jù)可繪出圖像，圖像不過(guò)原點(diǎn)的主要原因是未計(jì)入砝碼盤(pán)的重力。答案：(1)0.16(0.15也可)如圖所示(3)未計(jì)入砝碼盤(pán)的重力7.小李同學(xué)為了參加

25、學(xué)校組織的科技周活動(dòng)，改進(jìn)了 “探究加速度與力、 質(zhì)量的關(guān)系”的裝置，設(shè)計(jì)雙車(chē)位移比較法來(lái)探究加速度與力的關(guān)系，實(shí)驗(yàn)裝置如圖6-2-14 所示，將軌道分上下雙層排列，兩小車(chē)后的剎車(chē)線穿過(guò)尾端固定板，由安裝在后面的剎車(chē)系統(tǒng)同時(shí)進(jìn)行控制(未畫(huà)出剎車(chē)系統(tǒng))，通過(guò)改變砝碼盤(pán)中的砝碼來(lái)改變拉力大小。屮_b 0口JT T-ia圖 6-2-14(1) 通過(guò)比較兩小車(chē)的位移來(lái)比較兩小車(chē)的加速度大小，是因?yàn)槲灰婆c加速度的關(guān)系式為_(kāi)。已知兩車(chē)質(zhì)量均為 200 g，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表所示:實(shí)驗(yàn)次數(shù)小車(chē)?yán)7N位移s/cm拉力比F甲/F乙位移比s甲/s乙1甲0.122.30.500.51乙0.243.52甲0.229.00.670.67乙V43.03甲0.341.00.750.74乙0.455.418 該 裝 置 中 的 剎 車(chē) 系 統(tǒng) 的 作 用 是19o(3)_ 分析表中數(shù)據(jù)可得到結(jié)論： _(4)為了減少實(shí)驗(yàn)的系統(tǒng)誤差，你認(rèn)為還可以進(jìn)行哪些方面的改進(jìn)？(只