運動和力的關系：12探究加速度與力、質(zhì)量的關系

F=qE

探究加速度與力、

質(zhì)量的關系運動和力的關系圖1為驗證牛頓第二定律的實驗裝置示意圖。圖中打點計時器的電源為50Hz的交流電源，打點的時間間隔用Δt表示。在小車質(zhì)量未知的情況下，某同學設計了一種方法用來研究“在外力一定的條件下，物體的加速度與其質(zhì)量間的關系”。(已知小車的質(zhì)量為M，小車中的砝碼質(zhì)量為m，小吊盤和盤中物塊的質(zhì)量之和為m)(1)完成下列實驗步驟中的填空：①平衡小車所受的阻力：小吊盤中不放物塊，調(diào)整木板右端的高度，用手輕撥小車，直到打點計時器打出一系列________的點。間隔均勻

平衡好小車所受的阻力，小車做勻速運動，打點計時器打出的點間隔基本相等；解析(1)①圖1為驗證牛頓第二定律的實驗裝置示意圖。圖中打點計時器的電源為50Hz的交流電源，打點的時間間隔用Δt表示。在小車質(zhì)量未知的情況下，某同學設計了一種方法用來研究“在外力一定的條件下，物體的加速度與其質(zhì)量間的關系”。(已知小車的質(zhì)量為M，小車中的砝碼質(zhì)量為m，小吊盤和盤中物塊的質(zhì)量之和為m)

根據(jù)牛頓第二定律可知：

移項可得：

解析(1)⑥與m為一次函數(shù)關系，是線性關系。

線性

聯(lián)立解得：(2)完成下列填空：①本實驗中，為了保證在改變小車中砝碼的質(zhì)量時，小車所受的拉力近似不變，小吊盤和盤中物塊的質(zhì)量之和應滿足的條件是__________________。遠小于小車的質(zhì)量根據(jù)牛頓第二定律可知：

由式子可知：要保證小車所受的拉力在M改變時也認為近似不變，近似為0

M+m解析(2)①

換算后代入上式中，得

②設紙帶上三個相鄰計數(shù)點的間距為s1、s2、s3。a可用s1、s3和Δt表示為a=_______。圖2為用米尺測量某一紙帶上的s1、s3的情況，由圖可讀出s1=__________mm，s3=__________。由此求得加速度的大小a=__________m/s2。解析(2)②24.2mm47.2mm1.15由牛頓第二定律可得：

移項得：

結合圖像可知：

③圖3為所得實驗圖線的示意圖。設圖中直線的斜率為k，在縱軸上的截距為b，若牛頓定律成立，則小車受到的拉力為___________，小車的質(zhì)量為___________。解析(2)③結小01本實驗為什么要平衡摩擦力？平衡摩擦力時，為何不將沙桶用細線繞過定滑輪系在小車上？小車后面應固定一條紙帶，紙帶穿過打點計時器？因為實驗時我們把小車所受的拉力視為小車所受的合外力，而小車實際運動時是拖著紙帶的，不可避免要受到摩擦力的作用，必須去掉摩擦力的影響。對小車由牛頓第二定律得：

這就要求：

結小02小車釋放前為什么應靠近打點計時器，且先接通打點計時器的電源后釋放小車？第一、必須讓打點計時器工作穩(wěn)定；第二、因為人的反應時間內(nèi)小車已運動到另一端了或紙帶上打下的點很少。結小03實驗時改變所掛鉤碼的質(zhì)量，分別測量小車在不同外力作用下的加速度。根據(jù)測得的多組數(shù)據(jù)畫出a－F關系圖線，如圖所示。試分析：圖線不通過坐標原點O的原因是

；圖線上部彎曲的原因是:

。沒有平衡摩擦力或摩擦力平衡不夠未滿足鉤碼（或砂和砂桶）質(zhì)量遠小于小車的質(zhì)量由a-F圖像可知，當加速度為0時，外力F≠0，圖線不過原點的原因是沒有平衡摩擦力或摩擦力平衡不夠。小車的加速度實際是：

開始