1、實驗：探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系 實驗?zāi)康?通過實驗探究物體的加速度與它所受的合力、質(zhì)量的定量關(guān)系 實驗原理 1、控制變量法：保持 m一定時，改變物體受力測出加速度，用圖像法研究與關(guān)系 保持一定時，改變物體質(zhì)量 m測出加速度，用圖像法研究與 m關(guān)系 2、物理量的測量：（1）小車質(zhì)量的測量：天平（ 2）合外力的測量：小車受四個力，重力、支持力、摩擦力、繩子的拉力。重力 和支持力相互抵消，物體的合外力就等于繩子的拉力減去摩擦力。小車所受的合 外力不是鉤碼的重力。為使合外力等于鉤碼的重力，必須：平衡摩擦力： 平衡摩擦力時不要掛小桶，應(yīng)連著紙帶且通過打點記時器的限位 孔，將長木板傾斜一定角度，此時物體

2、在斜面上受到的合外力為0。做實驗時肯定無法這么準(zhǔn)確，我們只要把木板傾斜到物體在斜面上大致能夠勻速下滑（可以根 據(jù)紙帶上的點來判斷） ，這就說明此時物體合外力為 0，摩擦力被重力的沿斜面向 下的分力（下滑力）給抵消了。由于小車的重力G、支持力 N、摩擦力 f 相互抵消，那小車實驗中受到的合外力就是繩子的拉力了。 點撥：整個實驗平衡了摩擦力后， 不管以后是改變托盤和砝碼的質(zhì)量，還是改變小車及砝碼的質(zhì)量，都不需要重新 平衡摩擦力 .繩子的拉力不等于沙和小桶的重力：砂和小桶的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的總質(zhì)量時，可近似認(rèn)為繩子的拉力等于 沙和小桶的重力。推導(dǎo)：實際上 m/ g=(m+ m/ )a,F=ma, 得

3、F=m m/ g/(m+ m/); 理論上 F= m/ g，只有當(dāng) m/ m時，才能認(rèn)為繩子的拉力不等于 沙和小桶的重力。點撥： 平衡摩擦力后，每次實驗必須在滿足小車和所加砝碼的 總質(zhì)量遠(yuǎn)大于砝碼和托盤的總質(zhì)量的條件下進(jìn)行.只有如此，砝碼和托盤的總重力才可視為與小車受到的拉力相等 .在畫圖像時，隨著勾碼重量的增加或者小車質(zhì)量 的倒數(shù)增加時，實際描繪的圖線與理論圖線不重合，會向下彎折。( 3)加速度的測量：若 v0 = 0 ，由 x = v0 t + a t 2 /2 得： a = 2 x / t 2 , 刻度尺測量 x，秒表測 量t根據(jù)紙帶上打出的點來測量加速度，由逐差法求加速度。可以只測x1

4、/ x2 ， 探 究a1/a2 = F1/ F2， a1/a2 = m2/ m1. 實驗器材 一端附有滑輪的長木板、小車、細(xì)線和小桶、天平、砝碼、鉤碼(或槽碼)、 打點計時器、學(xué)生電源、紙帶、刻度尺 實驗步驟 用天平測出小車和小桶的質(zhì)量 m 和m/把數(shù)值記錄下來。按下圖實驗裝置把實驗器材安裝好，使長木板有滑輪的一端伸出桌面在長木板不帶定滑輪的一端下面墊一小木塊，通過前后移動，來平衡小車的摩 擦力把細(xì)線系在小車上并跨過定滑輪，此時 要調(diào)節(jié)定滑輪的高度使細(xì)線與木板平 行。將小車放于靠近打點記時器處，在小桶內(nèi)放上砝碼 （5g） ，接通電源，放開小車 得到一打好點的紙帶（注意不要讓小車撞到定滑輪，打好

5、的紙帶要標(biāo)明條件 m=? m/ =?）點撥 ：要使砂和小桶的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的總質(zhì)量（ m / m ）；起始小車 應(yīng)靠近打點計時器處，且先接通電源后再放開小車，注意不要讓小車撞到定滑輪。保持小車的質(zhì)量不變，改變小桶內(nèi)砝碼的質(zhì)量 （10g 、15g、20g、25g） ，再做幾 次實驗在每條紙帶上都要選取一段比較理想的部分，算出每條紙帶的加速度 把各次實驗中的數(shù)據(jù)填入表一內(nèi)，作用力的大小認(rèn)為等于小桶和砝碼的重力m/ g=（ m0/ + mX/ ） g ，做出與的圖像1）根據(jù)表中數(shù)據(jù)，畫出 aF 圖象 .2）從圖象可以判定：當(dāng) m一定時， a與F的關(guān)系為 _成正比a/（ ms2）F/N若測得某一物體

6、受力 F 一定時， a 與 M 的關(guān)系數(shù)據(jù)如下表所示：1）根據(jù)表中所列數(shù)據(jù)，畫出 a1/m 圖象 .2）由 a1/m 關(guān)系可知，當(dāng) F 一定時， a 與 M 成_反比 關(guān)系.a/（ ms2）M/kg點撥： 1、在研究加速度與質(zhì)量的關(guān)系時，為什么描繪a 1 圖象，而不是描m繪 a m 圖象？ 在相同力的作用下，質(zhì)量 m 越大，加速度越小 .這可能是“ a 與 m 成反比”，但也可能是“ a 與 m 2 成反比”，甚至可能是更復(fù)雜的關(guān)系 . 我們從最 簡單的情況入手，檢驗是否“ a 與 m 成反比” .實際上“ a 與 m 成反比”就是“ a 與 1 成正比”，如果以 1 為橫坐標(biāo)， 加速度 a 為縱坐標(biāo)建立坐標(biāo)系， 根據(jù) a 1 圖 m m m 象是不是過原點的直線，就能判斷加速度 a 是不是與質(zhì)量 m 成反比 .當(dāng)然，檢查 a m 圖象是不是雙曲線，也能判斷它們之間是不是反比例關(guān)系，但檢查這條曲線1是不是雙曲線并不容易；而采用 a 1 圖象，檢查圖線是不是過原點的傾斜直線，m就容易多了 .這種“化曲為直”的方法是實驗研究中經(jīng)常采用的一種有效方法，在 以后的學(xué)習(xí)中也會用到 .2、利用所測得的數(shù)據(jù)在 aF 坐標(biāo)上描點并連線，所連的直線應(yīng)通過盡可能多的點，不在直