加速度与物体质量、物体受力的关系一、实验目的1．学会用控制变量法研究物理规律。2．探究加速度与力、质量的关系。3．掌握利用图像处理数据的方法。二、实验器材小车、砝码、小盘、细绳、附有定滑轮的长木板、垫木、打点计时器、低压交流电源、导线、纸带、天平、米尺。突破点(一)实验原理与操作[例1]某实验小组利用如图所示的装置探究加速度与力、质量的关系。(1)下列做法正确的是________(填字母代号)。A．调节滑轮的高度，使牵引木块的细绳与长木板保持平行B．在调节木板倾斜度平衡木块受到的滑动摩擦力时，将装有砝码的砝码桶通过定滑轮拴在木块上C．实验时，先放开木块再接通打点计时器的电源D．通过增减木块上的砝码改变质量时，不需要重新调节木板倾斜度(2)为使砝码桶及桶内砝码的总重力在数值上近似等于木块运动时受到的拉力，应满足的条件是砝码桶及桶内砝码的总质量________木块和木块上砝码的总质量。(选填“远大于”“远小于”或“近似等于”)(3)甲、乙两同学在同一实验室，各取一套图示的装置放在水平桌面上，木块上均不放砝码，在没有平衡摩擦力的情况下，研究加速度a与拉力F的关系，分别得到图中甲、乙两条直线。设甲、乙用的木块质量分别为m甲、m乙，甲、乙用的木块与木板间的动摩擦因数分别为μ甲、μ乙，由图可知，m甲________m乙，μ甲________μ乙。(选填“大于”“小于”或“等于”)[答案](1)AD(2)远小于(3)小于大于[由题引知·要点谨记]2.实验原理的理解[对应第(2)题](1)平衡木块摩擦力后，细绳的拉力即为木块的合外力。(2)只有满足砝码桶及桶内砝码的总质量远小于木块和木块上砝码的总质量时，细绳的拉力才近似等于砝码桶及桶内砝码的总重力。3.利用图像分析实验结果[对应第(3)题](1)因没有平衡摩擦力，aF图线为不过原点的倾斜直线。(2)利用aF图线的斜率、截距的意义比较m、μ的大小。[集训冲关]1．(2018·苏州一模)在探究“加速度与力和质量的关系”实验时，某老师对传统实验进行了改进，其实验操作如下：①如图1所示，先将砂和砂桶通过滑轮悬挂于小车一端，调节平板的倾角θ，使小车沿斜面向下做匀速直线运动，测出砂和砂桶的总质量m；②保持平板倾角θ不变，去掉砂和砂桶，小车即在平板上沿斜面向下做匀加速直线运动，通过纸带测量其加速度a；③保持小车质量M不变，多次改变砂和砂桶的总质量m，每次重复①②两步操作，得到小车加速度与合力的关系；④多次改变小车的质量，进行适当的操作，得到小车加速度和质量的关系。(1)在上述实验操作过程中，以下说法正确的是________；A．可以用电池盒给打点计时器供电B．应在小车开始运动后再接通打点计时器的电源C．要保持细绳与平板平行D．应让小车从靠近定滑轮处开始运动(2)在操作①中若打了一条如图2所示的纸带，已知纸带左端为连接小车处，则应将平板的倾角适当________(选填“增大”或“减小”)些；(3)在操作②中，小车所受的合力大小等于________(用题中所给定的字母以及重力加速度g表示)；(4)在本实验中________(选填“需要”或“不需要”)满足砂和砂桶的质量远小于小车的总质量；在操作④中，每次改变小车质量后，________(选填“需要”或“不需要”)重新调节平板的倾角。解析：(1)打点计时器使用交流电源，故A错误。实验时应先接通电源，再释放小车，故B错误。实验时应保持细绳与平板平行，故C正确。要让小车从靠近定滑轮处开始运动，故D正确。(2)在操作①中若打了一条如题图2所示的纸带，可知小车做加速运动，则木板的倾角过大，应将木板的倾角适当减小。(3)开始小车沿斜面向下做匀速直线运动，有：Mgsinθ＝f＋mg，解得mg＝Mgsinθ－f，撤去砂和砂桶，小车所受的合力F合＝Mgsinθ－f＝mg。(4)由于小车所受的合力等于悬挂的砂和砂桶的重力，则不需要满足砂和砂桶的质量远小于小车的总质量。改变小车的质量，需要重新调节平板的倾角。答案：(1)CD(2)减小(3)mg(4)不需要需要2．(2019·苏州调研)“探究加速度与力的关系”的实验装置如图甲所示。(1)实验的五个步骤如下：a．将纸带穿过打点计时器并将一端固定在小车上；b．把细线的一端固定在小车上，另一端通过定滑轮与小桶相连；c．平衡摩擦力，让小车做...
