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第九讲实验：探究加速度与力、质量的关系测试内容测试要求考情分析探究、实验：探究加速度与力、质量的关系a★★★★★1.探究加速度与力、质量的关系实验采用了法．即控制小车不变，研究小车的加速度与受力的关系；控制小车不变，研究小车的加速度与质量的关系．2.探究加速度与力、质量的关系的实验所需的器材有：一端有滑轮的长木板、打点计时器和纸带、交流低压电源、沙桶和沙子、小车和砝码、细线、导线、和．实验前还要平衡摩擦力，具体做法是．3.在不改变小车质量的情况下，多次改变沙桶和沙子的总质量，用打点计时器打出多条纸带，记录数据后计算出不同外力作用下小车的加速度值，作出aF的图象．如果图象是，则表明小车的加速度跟外力成正比．在不改变沙桶和沙子的总质量的情况下，多次改变小车的总质量，用打点计时器打出多条纸带，记录数据后计算出小车总质量不同时的加速度值，作出的图象．如果图象是过原点的一条直线，则表明小车的加速度跟质量成反比．1.小车应靠近打点计时器且先接通电源再放手．2.根据打点计时器打出的纸带计算加速度，仍然用公式a＝ΔxT2计算．3.实验中必须满足小车和砝码的总质量远大于沙桶和沙子的总质量．4.平衡摩擦力不够或过多都会导致作出的图象不通过原点，沙桶和沙子的总质量过大会导致图线弯曲．【例1】(2020届扬州学业水平模拟)如图所示为“探究加速度与力、物体质量的关系”实验装置图，小车质量为M，盘和重物的质量为m.(1)该实验采用的研究物理问题的科学方法是．A.建立理想模型的方法B.控制变量法C.等效替代法D.类比法(2)为了直观判断加速度和物体质量之间的关系，应根据实验数据作出的图象是．A.aM图象B.am图象C.a1M图象D.a1m图象(3)实验中，小车所受的拉力近似等于盘和重物的重力，应满足的条件是：M(选填“等于”“远小于”或“远大于”)m.笔记：【例2】在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中：(1)某同学在接通电源进行实验之前，将实验器材组装如图所示.请你指出该装置中的错误或不妥之处(写出两处即可)：①；②．(2)改正实验装置后，该同学顺利地完成了实验，下图是他实验中得到的一条纸带，图中A、B、C、D、E为相邻计数点，相邻计数点的时间间隔是0.10s，标出的数据单位为cm，则打点计时器在打C点时小车的瞬时速度是m/s，根据纸带所提供的数据，算得小车的加速度大小为m/s2.(结果保留两位有效数字)笔记：【例3】(2019届扬州学业水平模拟)甲、乙两位同学在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，使用了如图A所示的实验装置．(1)实验时他们先调整垫木的位置，使小车不挂配重片时能在倾斜的长木板上做匀速直线运动，这样做的目的是．(2)此后，甲同学把细线系在小车上，并绕过定滑轮悬挂若干配重片.在小车质量一定时，多次改变配重片数量，每改变一次就释放一次小车，利用打点计时器打出记录小车运动情况的多条纸带.图B是其中一条纸带的一部分，O、A、B、C为4个相邻的计数点，相邻的两个计数点间还有4个点没有画出.打点计时器接在频率为50Hz的交流电源上.通过对纸带的测量，可知小车经过B点时的速度大小为m/s.ABC(3)根据多条纸带的数据，将配重片的重力作为小车所受拉力的大小，甲同学绘制了小车加速度与所受拉力的aF图象，如图C所示．由图象可知．A.当小车质量一定时，其加速度与所受合外力成反比B.当小车所受合外力一定时，其加速度与质量成正比C.小车的质量约等于0.3kgD.小车的质量约等于3.3kg笔记：1.(2020届徐州学业水平模拟)某实验小组用如图所示的实验装置探究加速度与力、质量的关系，关于该实验，下列说法中正确的是()A.该实验采取的方法是理想实验法B.实验时，应先通电源，后释放小车C.塑料桶和沙的质量应远大于小车的质量D.在探究加速度与质量关系时，每次改变小车质量后都应重新平衡摩擦力2.(2020届苏州学业水平模拟)利用图示装置探究加速度与力、质量的关系，下列说法正确的是()A.打点计时器应固定在靠近定滑轮的位置B.需要用天平测出小车的质量C.平衡摩擦力时，应将砝码盘用细绳系在小车上D.小车加速运动时，细绳对小车的拉力等于砝码和砝码盘的总重力3.(2020届扬州学业水平模拟)在“探究加速度与力、质量的关系”实验中，下列说法中不正确的是()A.平衡摩擦力时，需使纸带上打出点的间距均匀相等B.每次改变小车的质量时，不需要重新平衡摩擦力C.平衡摩擦力时，不应将装沙的小桶用细绳通过定滑轮系在小车上D.平衡摩擦力时，应将装沙的小桶用细绳通过定滑轮系在小车上4.(2017年江苏省普通高中学业水平测试)在“探究加速度与力、质量的关系”实验中，某同学在坐标纸上画出四张a1m关系图线．其中作图正确的是()ABCD5.(2020届连云港学业水平模拟)利用图示的装置探究加速度与力、质量的关系．小车质量为m，砝码盘及盘中砝码的总质量为m0.(1)为了使绳对小车的拉力等于小车所受的合力，需要，为了使砝码盘及盘中砝码的总重力近似等于绳对小车的拉力，需要满足．(2)保持m0不变，通过增减小车上的砝码来改变小车的总质量m，按实验要求打出多条纸带，根据实验数据描绘出甲、乙两个图，其中图最能方便直观地反映a与m之间的定量关系．甲乙6.(2020届无锡学业水平模拟)“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置如图甲所示．(1)在平衡摩擦力这一步骤中，操作时(选填“需要”或“不需要”)悬挂沙桶．(2)根据一条实验中打出的纸带，通过测量、计算，作出小车的vt图象如图乙所示，可知小车的加速度为m/s2.甲乙(3)在研究加速度与质量的关系时，保持拉力F不变，测出小车质量m和加速度a，改变小车质量m，重复实验，得到多组不同的m及相应a的实验数据．为了直观反映a与m的关系，应作出(选填“am”或“a1m”)图象．7.(2019届南通学业水平模拟)在“探究加速度与力、质量的关系”实验中，实验装置如图甲所示．甲乙丙(1)在探究加速度与力的关系时，应控制(选填“沙和沙桶”或“小车”)的质量保持不变．(2)图乙是实验中得到的纸带的一部分，计数点A、B、C间均有4个打点未标出，已知打点周期为T，为了求出小车的加速度，需要用刻度尺量出的距离．(3)某同学根据实验数据作出加速度a与沙和沙桶总重F间的图象如图丙所示，图线发生弯曲的原因是．8.(2019届无锡学业水平模拟)如图甲所示为“探究物体的加速度与质量和受力的关系”的实验装置．砝码和砝码盘的质量为m，小车的质量为M.实验中将砝码和砝码盘的重力作为细线对小车的拉力．甲乙(1)实验前，在进行平衡摩擦力的操作时，下列注意事项正确的是．A.必须让小车连接砝码盘B.应该让小车连接纸带并穿过打点计时器C.纸带和砝码盘都应连接D.纸带和砝码盘都不能连接(2)现保持砝码和砝码盘的总质量m不变，改变小车的质量M，探究加速度和质量的关系．如图乙所示是某次实验中打出的一条纸带，交变电流的频率为50Hz，每5个点选一个计数点，则小车的加速度为m/s2.(结果保留两位有效数字)(3)通过实验得到多组加速度a、质量M的数据，为了用图象准确地反映二者关系，一般选用纵坐标为加速度a，则横坐标为选填“M”或“1M”.9.(2019届苏州高新区一中模拟)如图(a)所示为“探究加速度与物体受力的关系”实验装置图，小车的质量为m1，托盘及砝码的质量为m2.(a)(b)(1)打点计时器使用(选填“直流”或“交流”)电源．(2)实验中．A.应保持m1不变，改变m2B.应保持m2不变，改变m1C.应保证m1比m2小得多D.应保持m1和m2的比值不变(3)实验时，某同学遗漏了平衡摩擦力这一步骤，他得到的aF图象，可能是图中的(选填“甲”“乙”或“丙”)图线．第九讲实验：探究加速度与力、质量的关系【知识扫描】1.控制变量质量受力2.天平刻度尺适当抬高长木板没有滑轮的一端，让未挂上沙桶的小车能匀速下滑3.过原点的一条直线am1【典例透析】【例1】(1)B(2)C(3)远大于解析：(1)探究加速度与力、物体质量的关系采用控制变量法探究．(2)加速度和物体质量之间的关系，若用aM图象，图象为曲线，而用aM1图象为正比例函数图象，更为直观．(3)因为盘和重物运动时处于失重状态，所以小车所受的拉力近似等于盘和重物的重力，应满足的条件是M远大于m.【例2】(1)①图中为直流电源②小车离打点计时器较远③未平衡摩擦力(长木板未有一小倾角)(任选两个)(2)0.230.60解析：(1)打点计时器应该使用交变电流，小车离定滑轮太近，未平衡摩擦力等．(2)vC＝2Ts2＋s3＝0.23m/s，a＝4T2s3＋s4－s1－s2＝0.60m/s2.【例3】(1)平衡摩擦力(2)0.36(3)C解析：(1)实验时他们先调整垫木的位置，使小车不挂配重时能在倾斜的长木板上做匀速直线运动，这是利用重力的分力来平衡摩擦力．(2)小车经过B点时的速度大小vB＝tACAC＝0.2（10.06－2.86）×10－2m/s＝0.36m/s.(3)A选项当小车质量一定时，其加速度与所受合外力成正比；B选项当小车所受合外力一定时，其加速度与质量成反比；C、D选项小车的质量是斜率的倒数，由图象可知C正确．【冲关集训】1.B2.B3.D4.A5.(1)平衡摩擦力m≫m0(2)乙6.(1)不需要(2)3(3)am17.(1)小车(2)AB和AC(3)未满足沙和沙桶总质量远小于小车的质量8.(1)B(2)0.16(3)M19.(1)交流(2)A(3)丙