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速度难改变
惯性大
第2节 探究加速度与力、质量的关系
力与加速度的关系?
力
速度改变
加速度
F是产生a的原因
质量与加速度的关系?
质量大
m是减弱a的因素
控制变量法
加速度与力和质量的关系?
1.保持物体质量m不变，改变物体受力，测a、F;
2.保持所受拉力F不变，改变物体质量，测a、M.
加速度小
第2节 探究加速度与力、质量的关系
一、实验装置
1.保持物体质量M不变，改变物体受力，测a、F;
2.保持所受拉力F不变，改变物体质量，测a、M.
测a
测M
测F?
mg
=F?
F
钩码
第2节 探究加速度与力、质量的关系
一、实验装置
测a
测M
测F?
mg
=F?
Ff
F
二、实验原理
加速时:
mg>F
1.匀速时:
mg=F
2.m远小于M时
即m<Mgcosθ
Mgsinθ
Mg
θ
θ
FN
Ff
若Ff=Mgsin?
则小车合力
F合=
F
≈
mg
3.适当倾斜接触面,
三、实验步骤
钩码
F≈mg
三、实验步骤
1.用天平测出小车的质量。
2.安装好实验装置，平衡摩擦力。
3.把细线系小车并绕过滑轮悬挂钩码
4.先开电源，再释放小车，得到纸带，并记下钩码重量
5.改变钩码的重量，重复以上的步骤几次。
6.控制钩码质量不变，增加砝码质量，再测几组数据。
7.设计表格，记录实验数据。
注意：平衡Ff时要带着纸带并穿过打点计时器，但要去掉连接的钩码
次数
F/N
a/m ·s -2
1
2
3
4
5
0.10 0.146
0.20 0.302
0.30 0.428
0.40 0.592
0.50 0.751
F/ N
a/m·s -2
0.15
0.30
0.45
0.60
0.75
0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5
四、数据处理
1.小车质量M不变，a与F的关系
a与F成正比
a∝F
思考：若平衡摩擦力不当，图线会如何？
平衡不够
平衡过度
F/ N
a/m·s -2
0.15
0.30
0.45
0.60
0.75
0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5
四、数据处理
1.小车质量M不变，a与F的关系
a与F成正比
a∝F
思考 : 若没有满足m<平衡不够
平衡过度
【典例1】用右图a所示装置“探究加速度与力的关系”时，保持小车的质量不变，改变砂和砂桶的质量，该同学根据实验数据作出了加速度a与合力F的图线如图d，则
①图中的直线不过原点的原因是 。
②图中的力F理论上指___________，
而实验中却用___________表示。（选填字母符号）
A．砂和砂桶的重力??????B． 绳对小车的拉力
③此图中直线发生弯曲的原因是 。
平衡摩擦力时木板垫得太高
B
未满足砂和砂桶质量远小于小车的质量
A
四、数据处理
1.小车质量M不变，a与F的关系
a与F成正比
a∝F
2.小车拉力F不变，a与M的关系
{5C22544A-7EE6-4342-B048-85BDC9FD1C3A}次数
M/kg
a/m ·s -2
1
2
3
4
5
0.400 0.861
0.500 0.692
0.750 0.460
1.000 0.342
1.200 0.290
{5C22544A-7EE6-4342-B048-85BDC9FD1C3A}a·M
0.3444
0.3446
0.3450
0.3420
0.3448
a/m·s -2
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2
M/ kg
四、数据处理
1.小车质量M不变，a与F的关系
a与F成正比
a∝F
2.小车拉力F不变，a与M的关系
a/m·s -2
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2
M/ kg
a/m·s -2
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2
1
M
a与M成反比
a∝1/M
平衡摩擦力时不要挂小盘，平衡摩擦力后，不管以后是改变小盘中重物的质量，还是改变小车上所加砝码的质量，都不需要重新平衡摩擦力。
实验时要先接通电源后放开小车。
实验中必须满足小车和小车上所加砝码的总质量远大于重物和小盘的总质量。只有如此，重物和小盘的总重力才可视为与小车受到的拉力相等。
每次开始时小车应尽量靠近打点计时器(或尽量远离带滑轮的一端)，且在小车到达滑轮前应按住小车。
作图线时，要使尽可能多的点落在所作直线上，不在直线上的点应尽可能对称分布在所作直线两侧，离直线较远的点应该舍去不予考虑。
五、注意事项
【典例2】“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置如图所示：下列说法正确的是___________（单选）
A．每次改变小车质量时，应重新平衡摩擦力
B．实验时应先释放小车后接通电源
C．本实验砝码及砝码盘B的质量应远大于小车A的质量
D．在用图像探究加速度与质量的关系时，应作 图像
D
????1=12????1????2
?
????1????2=????1????2
?
????2=12????2????2
?
倾斜木板
补偿摩擦力
六、其它方案
1.探究位移与力、质量的关系
六、其它方案
1.探究位移与力、质量的关系
2. 利用气垫导轨和光电门探究
不需要平衡摩擦力
六、其它方案
1.探究位移与力、质量的关系
2. 利用气垫导轨和光电门探究
不需要平衡摩擦力
3. 利用弹簧测力计探究
不需要m<弹簧秤的示数
小车所受拉力
六、其它方案
1.探究位移与力、质量的关系
2. 利用气垫导轨和光电门探究
不需要平衡摩擦力
3. 利用弹簧测力计探究
不需要m<思考：弹簧秤的示数与小车所受拉力的关系？
弹簧秤的示数的两倍就等于小车所受到的拉力
六、其它方案
1.探究位移与力、质量的关系
2. 利用气垫导轨和光电门探究
不需要平衡摩擦力
3. 利用弹簧测力计探究
不需要m<4. 利用力传感器探究
不需要m<力传感器示数的两倍就等于小车所受到的拉力
思考：力传感器的示数与小车所受拉力关系？
【典例3】某实验小组用如图（a）所示的装置探究加速度与力的关系。（1）实验中_________（选填“一定要”或“不需要”）保证沙和沙桶的质量远小于小车的质量；（2）某同学在实验中得到如图（b）所示的一条纸带（两计数点间还有四个计时点没有画出），已知打点计时器的频率为50Hz，根据纸带可求出小车的加速度大小为________m/s2（结果保留三位有效数字）；
不需要
2.00
（3）补偿小车受到的阻力后，正确操作完成实验，以弹簧测力计的示数F为横坐标，加速度a为纵坐标，画出的a－F图像是一条过原点的直线，如图（c）所示，若直线斜率为k，则小车（包含定滑轮）的质量为______（用k表示）。
2/k
【典例4】如图所示，某同学利用图示装置做“探究加速度与物体所受合力的关系”的实验。在气垫导轨上安装了两个光电门1、2，滑块上固定一遮光条，滑块通过绕过两个滑轮的细绳与弹簧秤相连，实验时改变钩码的质量，读出弹簧秤的不同示数F，不计细绳与滑轮之间的摩擦力。根据实验原理图，本实验__________(选填“需要”或“不需要”)将带滑轮的气垫导轨右端垫高，以平衡摩擦力；实验中__________(填“一定要”或“不必要”)用天平测出所挂钩码的质量；滑块(含遮光条)
的加速度__________(选填“大于”“等
于”或“小于”)钩码的加速度。
大于
不需要
不必要
【典例5】用如图甲所示装置探究小车加速度与其质量的关系，图乙是其俯视图，实验操作步骤如下：
（1）取两个相同的小车A、B，放在光滑的水平桌面上，小车的左端各系一条细绳，绳的另一端跨过定滑轮各挂一个相同的重物，小车的右端各系一条细绳，细绳另一端用夹子固定；
（2）A车质量为mA，通过在B车上加砝码改变B车质量，B车和车上砝码的总质量为mB，并使A、B两车的质量均__________重物质量（选填“远大于”、“约等于”、“远小于”）；
远大于
（3）打开夹子，重物牵引小车运动，合上夹子，两小车同时停止．用刻度尺分别测出A、B两小车通过的位移为xA、xB．则两
车的加速度之比aA:aB=__________；
（4）某同学猜想小车加速度与质量成反比，则xA、xB，与mA、mB，应满足的关系式为__________________________；
（5）改变B车上砝码的质量重复实验，验证该同学的猜想并得出结论．
xA:xB
xA:xB=mB:mA

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