實(shí)驗(yàn)：探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系 【學(xué)習(xí)目標(biāo)】物理觀念學(xué)會用控制變量法探究物理規(guī)律科學(xué)思維控制變量法、圖像法處理數(shù)據(jù)科學(xué)探究探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系科學(xué)態(tài)度與責(zé)任體會整個(gè)探究過程的科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)性和合理性【學(xué)習(xí)重難點(diǎn)】1．學(xué)會用控制變量法探究物理規(guī)律2．體會整個(gè)探究過程的科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)性和合理性【學(xué)習(xí)過程】一、知識綱要導(dǎo)引二、基礎(chǔ)導(dǎo)學(xué)（一）實(shí)驗(yàn)思路（自學(xué)教材“實(shí)驗(yàn)思路”部分）1．實(shí)驗(yàn)裝置將小車置于水平木板上，通過滑輪與槽碼相連．小車可以在槽碼的牽引下運(yùn)動．2．實(shí)驗(yàn)思路（1）加速度與力的關(guān)系保持小車質(zhì)量不變測得不同拉力下小車運(yùn)動的加速度加速度與拉力的變化情況二者之間的定量關(guān)系．（2）加速度與質(zhì)量的關(guān)系保持小車所受的拉力不變測得不同質(zhì)量的小車在這個(gè)拉力下運(yùn)動的加速度加速度與質(zhì)量的變化情況二者之間的定量關(guān)系．（二）物理量的測量（自學(xué)教材“物理量的測量”部分）1．質(zhì)量的測量：可以用天平測量2．加速度的測量方法1：由x＝at2計(jì)算出加速度方法2：將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶連在小車上，根據(jù)紙帶上打出的點(diǎn)來測量加速度．方法3：測量不同情況下物體加速度的比值＝．3．力的測量：小車所受的拉力替代合力，用懸掛物重力替代小車所受的拉力．（條件是槽碼的質(zhì)量要比小車的質(zhì)量小很多）（三）進(jìn)行實(shí)驗(yàn)（自學(xué)教材“進(jìn)行實(shí)驗(yàn)”部分）1．調(diào)試實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．2．加速度與力的關(guān)系：設(shè)計(jì)表格，把測得的同一個(gè)小車在不同拉力F作用下的加速度a填在表1中．表1：小車質(zhì)量一定拉力F     加速度a     3．加速度與質(zhì)量的關(guān)系：設(shè)計(jì)表格，把測得的不同質(zhì)量的小車在相同拉力作用下的加速度a填在表2中．表2：小車所受的拉力一定質(zhì)量m     加速度a     （四）數(shù)據(jù)分析（自學(xué)教材第89、90頁“數(shù)據(jù)分析”部分）1．加速度與力的關(guān)系（小車質(zhì)量不變）以a為縱坐標(biāo)、F為橫坐標(biāo)，根據(jù)數(shù)據(jù)作a-F圖像，用曲線擬合測量點(diǎn)，找出規(guī)律，分析a與F的關(guān)系．2．加速度與質(zhì)量的關(guān)系（拉力F不變）如果a-m圖像是雙曲線，a與m成反比，也就是a與成正比．作a-圖像進(jìn)行檢驗(yàn)（圖2）．如果檢驗(yàn)的結(jié)果是過原點(diǎn)的直線，就可以判斷加速度a與質(zhì)量m是成反比的．三、啟迪思維，突破重點(diǎn)主題一：平衡摩擦力問題探究探究點(diǎn)1：小車下滑過程受哪些力的作用？其合力等于槽碼的重力嗎？提示：小車下滑過程中受到重力、繩的拉力、木板的支持力及摩擦力作用．在完全平衡摩擦力的前提下，小車受到的合力就等于繩的拉力．繩的拉力實(shí)際上小于槽碼的重力，只有滿足槽碼質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量時(shí)，才可認(rèn)為繩的拉力近似等于槽碼的重力．探究點(diǎn)2：小車運(yùn)動過程中要受到木板給它的摩擦力，怎樣平衡這個(gè)摩擦力？提示：將木板無定滑輪的一端稍微墊高一些，目的是用小車重力沿斜面向下的分力來平衡摩擦力．在木板無定滑輪的一端下面墊上一塊薄木板，反復(fù)移動薄木板的位置，直到小車不掛槽碼時(shí)能在木板上勻速運(yùn)動為止．探究點(diǎn)3：在探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)中平衡了摩擦力后，改變的質(zhì)量，或者改變小車的質(zhì)量，是否還需要重新平衡摩擦力？提示：平衡摩擦力是指小車所受的重力沿斜面的分力與小車所受摩擦阻力大小相等，即mgsinθ＝μmgcosθ，等式兩邊m可消去，所以平衡摩擦力后，不管是改變槽碼的質(zhì)量還是改變小車的質(zhì)量，都不需重新平衡摩擦力．知識鏈接1：三問平衡摩擦力摩擦力如何被平衡墊高長木板遠(yuǎn)離滑輪的一端平衡摩擦力的標(biāo)志打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所打紙帶點(diǎn)跡分布均勻平衡摩擦力的原理mgsinθ＝Ff改變小車質(zhì)量，不需重新平衡摩擦力知識鏈接2：平衡摩擦力應(yīng)注意以下幾點(diǎn)（1）不系重物．（2）連好紙帶接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，反復(fù)調(diào)節(jié)傾角，紙帶上打出的點(diǎn)跡均勻分布時(shí)，說明已經(jīng)平衡了摩擦力．典例示范例1：（多選）在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，關(guān)于平衡摩擦力的說法中正確的是（    ）A．“平衡摩擦力”的本質(zhì)就是想辦法讓小車受到的摩擦力為零B．“平衡摩擦力”的本質(zhì)就是使小車所受的重力沿斜面向下的分力與所受到的摩擦阻力相平衡C．“平衡摩擦力”的目的就是要使小車所受的合力等于所掛鉤碼通過細(xì)繩和滑輪對小車施加的拉力D．“平衡摩擦力”是否成功，可由小車拖動由打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶上的點(diǎn)跡間距是否均勻而確定解析：小車所受的摩擦力不可避免，平衡摩擦力的本質(zhì)就是使小車的重力沿斜面方向的分力與小車所受的阻力相平衡，選項(xiàng)A錯誤、B正確；平衡摩擦力的目的是使小車所受的合力等于細(xì)繩對小車的拉力，選項(xiàng)C正確；恰好平衡摩擦力時(shí)，小車拖動紙帶，不給小車提供拉力，給小車一個(gè)初速度，小車做勻速直線運(yùn)動，由打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶點(diǎn)跡間距應(yīng)該是均勻的，選項(xiàng)D正確．答案：BCD訓(xùn)練1：在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，需要平衡摩擦力時(shí)，應(yīng)該讓小車（    ）A．掛上槽碼，拖上紙帶，開動打點(diǎn)計(jì)時(shí)器  B．不掛槽碼，拖上紙帶，開動打點(diǎn)計(jì)時(shí)器C．掛上槽碼，不拖紙帶  D．不掛槽碼，不拖紙帶解析：平衡摩擦力時(shí)，應(yīng)把紙帶所受的摩擦阻力一起平衡掉，所以應(yīng)讓小車拖上紙帶，且讓打點(diǎn)計(jì)時(shí)器處于工作狀態(tài)，B正確．答案：B主題二：實(shí)驗(yàn)的操作過程1．實(shí)驗(yàn)方法——控制變量法本實(shí)驗(yàn)有F、M、a三個(gè)變量，研究加速度a與F及M的關(guān)系時(shí)，我們先控制一個(gè)變量，在該實(shí)驗(yàn)中可以先控制小車的質(zhì)量M不變，討論a與F的關(guān)系；再控制槽碼的質(zhì)量不變，即F不變，改變小車的質(zhì)量M，討論a與M的關(guān)系．2．要測量的物理量（1）小車與其上砝碼的總質(zhì)量M——用天平測出．（2）小車受的拉力F——用天平測出槽碼的質(zhì)量m，由F＝mg算出．（3）小車的加速度a——通過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶測算出．實(shí)驗(yàn)的兩個(gè)必須典例示范例2：用如圖所示的裝置研究在作用力F一定時(shí)，小車的加速度a與小車質(zhì)量M的關(guān)系，某位同學(xué)設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)步驟如下：A．用天平稱出小車和槽碼的質(zhì)量B．按圖示安裝好實(shí)驗(yàn)器材C．把輕繩系在小車上并繞過定滑輪懸掛槽碼D．將電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接在6V電壓的蓄電池上，接通電源，放開小車，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打下一系列點(diǎn)，并在紙帶上標(biāo)明小車的質(zhì)量E．保持槽碼的質(zhì)量不變，增加小車上的砝碼個(gè)數(shù)，并記錄每次增加后的M值，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)F．分析每條紙帶，測量并計(jì)算出加速度的值G．作a-M關(guān)系圖像，并由圖像確定a與M的關(guān)系（1）該同學(xué)漏掉的重要實(shí)驗(yàn)步驟是________，該步驟應(yīng)排在________步實(shí)驗(yàn)之后．（2）在上述步驟中，有錯誤的是________，應(yīng)把_______________改為__________________．（3）在上述步驟中，處理不恰當(dāng)?shù)氖?/span>________，應(yīng)把________改為________．解析：實(shí)驗(yàn)中把槽碼的重力看作與小車所受拉力大小相等，沒有考慮摩擦力，故在懸掛槽碼前必須平衡摩擦力．電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器按在6V電壓的蓄電池上時(shí)不能打點(diǎn)，必須接在6V以下交流電壓的學(xué)生電源上．作a-M關(guān)系圖像，得到的是雙曲線的一支，很難做出正確的判斷，必須“化曲為直”，改作a-關(guān)系圖像．答案：（1）平衡摩擦力；B（2）D；6V電壓的蓄電池；6V以下交流電壓的學(xué)生電源（3）G；a-M；a-訓(xùn)練2：[2019·湖南湘東五校高一聯(lián)考]在“探究加速度a與力F、質(zhì)量M的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中（1）我們都是先確保小車質(zhì)量M不變，研究a與F的關(guān)系，再確保F不變，研究a與M之間的關(guān)系，這種實(shí)驗(yàn)方法稱為________________．（2）下列說法中正確的是________．A．牽引小車的輕繩應(yīng)和長木板保持平行B．將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接在6V電壓的蓄電池上，先接通電源，后放開小車，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打下一系列點(diǎn)，并在紙帶上標(biāo)明小車質(zhì)量C．在探究a與質(zhì)量M的關(guān)系時(shí)，作出a-圖像能更直觀地判斷二者間的關(guān)系D．輕繩對小車的拉力，一定等于盤和砝碼的總重力解析：（1）在實(shí)驗(yàn)中先確保小車質(zhì)量M不變，研究a與F的關(guān)系，再確保F不變，研究a與M之間的關(guān)系，這種實(shí)驗(yàn)方法稱為控制變量法．（2）牽引小車的輕繩應(yīng)和長木板保持平行，使得拉力等于小車所受的合力，故A正確．打點(diǎn)計(jì)時(shí)器應(yīng)接交流電源，蓄電池是直流電源，故B錯誤．加速度a與M的關(guān)系圖線是曲線，作a-M圖線不能判斷出二者的關(guān)系，作a-圖像能更直觀地判斷二者間的關(guān)系，故C正確．在實(shí)驗(yàn)中，由于小盤和砝碼也做加速運(yùn)動，故其總重力大于細(xì)繩對小車的拉力，只有當(dāng)M?m時(shí)才可近似認(rèn)為小盤和砝碼的總重力等于細(xì)繩對小車的拉力，故D錯誤．答案：（1）控制變量法（2）AC主題三　實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理1．實(shí)驗(yàn)常用的數(shù)據(jù)分析方法有圖像法和計(jì)算法（1）圖像法就是畫出兩變量的圖像，通過圖像的截距、斜率、形態(tài)等來分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論．（2）計(jì)算法就是根據(jù)兩變量的關(guān)系，建立物理模型，得出變量間的關(guān)系式，通過表達(dá)式來分析數(shù)據(jù)、得出結(jié)論．2．本實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理方法用的是圖像法，采用的技巧是“化曲為直”法．典例示范例3：用如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置來探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系．　　甲         乙（1）為了消除摩擦力的影響，實(shí)驗(yàn)前平衡摩擦力的具體操作為：取下________，把木板不帶滑輪的一端適當(dāng)墊高并反復(fù)調(diào)節(jié)，直到輕推小車后，小車能沿木板做________運(yùn)動．（2）某次實(shí)驗(yàn)測得的數(shù)據(jù)如表所示，根據(jù)這些數(shù)據(jù)在如圖乙所示的坐標(biāo)圖中描點(diǎn)并作出圖像，利用a-圖像可得到的結(jié)論：______________________．/（kg－1）4．03．62．01．41．0a/（m·s－2）1．21．10．60．40．3解析：（1）本實(shí)驗(yàn)要平衡小車與木板間的摩擦力和紙帶與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器間的摩擦力，故平衡摩擦力的時(shí)候，小車要帶著穿過限位孔的紙帶，不能掛上槽碼．當(dāng)摩擦力恰好平衡時(shí)，輕推小車，小車做勻速直線運(yùn)動．（2）a-圖線是一條過原點(diǎn)的直線，說明在受力不變時(shí)，a與M成反比．答案：（1）槽碼；勻速直線（2）圖見解析；受力不變時(shí)，a與M成反比知識鏈接1：待測物理量器材小車與其上砝碼的總質(zhì)量m天平槽碼的總質(zhì)量M天平小車的加速度a打點(diǎn)計(jì)時(shí)器知識鏈接2：平衡摩擦力操作不當(dāng)?shù)娜N情況：（1）a圖線中，F不等于0，a等于0，知未平衡摩擦力或平衡摩擦力不夠（斜面傾角偏小）．（2）b圖線中，F ＝0，a不等于0，知平衡摩擦力過度（斜面傾角偏大）．（3）c圖線的斜率減小，知質(zhì)量變大，可知未滿足鉤碼的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量，即所掛鉤碼的質(zhì)量太大．訓(xùn)練3：[2019·山東煙臺高一檢測]圖甲為“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)裝置圖，圖中A為小車，B為裝有砝碼的小盤，C為一端帶有定滑輪的長木板，D為墊塊，小車通過紙帶與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器相連，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接50Hz交流電．小車的質(zhì)量為m1，小盤及砝碼的質(zhì)量為m2．（1）本實(shí)驗(yàn)所采用的科學(xué)方法是________（選填字母代號）．A．理想實(shí)驗(yàn)法B．等效替代法C．控制變量法D．理想模型法（2）下列說法正確的是________（選填字母代號）．A．每次改變小車質(zhì)量時(shí)，應(yīng)重新平衡摩擦力B．實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)先釋放小車后接通電源C．本實(shí)驗(yàn)中m2應(yīng)遠(yuǎn)小于m1D．只需要一條紙帶即可確定加速度與力的關(guān)系（3）實(shí)驗(yàn)時(shí)，某同學(xué)由于疏忽，遺漏了平衡摩擦力這一步驟，他得到的a-F圖像可能是圖乙中的________圖線．（選填“甲”、“乙”或“丙”）解析：（1）探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系時(shí)，采用的科學(xué)方法是控制變量法，故C項(xiàng)正確．（2）平衡摩擦力后，改變小車質(zhì)量，小車重力的分量與摩擦力同比例變化，兩者仍能抵消，故改變小車質(zhì)量，不需重新平衡摩擦力，故A項(xiàng)錯誤；實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)先接通電源后釋放小車，這樣紙帶上才能得到足夠多記錄小車運(yùn)動情況的點(diǎn)，故B錯誤；實(shí)驗(yàn)中小盤及砝碼的質(zhì)量m2應(yīng)遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量m1，這樣才能用小盤及砝碼的總重力代替繩的拉力，故C項(xiàng)正確；一條紙帶，只有一組數(shù)據(jù)，不好用來探究普遍規(guī)律，這樣得出的規(guī)律具有偶然性，故D項(xiàng)錯誤．（3）某同學(xué)由于疏忽，遺漏了平衡摩擦力這一步驟，在拉力小于最大靜摩擦力時(shí)，小車的加速度為零，只有提供一較大拉力后，小車才開始加速運(yùn)動，故得到的a-F圖像應(yīng)是丙圖線．答案：（1）C（2）C（3）丙四、達(dá)標(biāo)檢測1．“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示．實(shí)驗(yàn)中，為使小車運(yùn)動時(shí)所受的拉力近似等于盤和重物的總重力，則盤和重物的總質(zhì)量m與小車的質(zhì)量M應(yīng)滿足的關(guān)系是（    ）A．m遠(yuǎn)大于MB．m遠(yuǎn)小于MC．m略大于MD．m略小于M解析：只有M?m時(shí)，才可以認(rèn)為繩對小車的拉力大小等于盤和重物的總重力，B正確．答案：B2．在保持小車質(zhì)量m不變，探究加速度a與力F的關(guān)系時(shí)，小車質(zhì)量m和小盤及盤中砝碼質(zhì)量m′分別選取下列四組值．若其他操作都正確，要使所畫出的a-F圖線較準(zhǔn)確，應(yīng)選用的一組值是（    ）A．m＝500g，m′分別為50g、70g、100g、125gB．m＝500g，m′分別為20g、30g、40g、50gC．m＝200g，m′分別為50g、70g、100g、125gD．m＝100g，m′分別為30g、40g、50g、60g解析：探究a與F的關(guān)系時(shí)，應(yīng)滿足小車的質(zhì)量遠(yuǎn)大于小盤和盤中砝碼的總質(zhì)量，即m?m′，故B正確．答案：B3．在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，滲透了研究問題的多種科學(xué)方法：（1）實(shí)驗(yàn)環(huán)境的等效法：__________________________________________________；（2）實(shí)驗(yàn)條件設(shè)計(jì)的科學(xué)方法：____________________________________________；（3）實(shí)驗(yàn)原理的簡化：____________________________________________________，即當(dāng)小車質(zhì)量M車?m槽碼時(shí)，細(xì)繩對小車的拉力大小近似等于槽碼的重力m槽碼g；（4）實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理的科學(xué)方法：____________________________________________；（5）由a-M車圖像轉(zhuǎn)化為a-圖像，所用的科學(xué)方法：______________．（以上各題均選填“理想實(shí)驗(yàn)法”、“圖像法”、“平衡摩擦力法”、“化曲為直法”、“控制變量法”或“近似法”）解析：（1）由于小車運(yùn)動受到摩擦阻力，所以要進(jìn)行平衡摩擦力，以減小實(shí)驗(yàn)誤差，稱為平衡摩擦力法；（2）在探究加速度、力與質(zhì)量三者關(guān)系時(shí)，先保持其中一個(gè)量不變，來探究其他兩個(gè)量之間的關(guān)系，稱為控制變量法；（3）當(dāng)小車質(zhì)量M車?m槽碼時(shí)，細(xì)繩對小車的拉力大小近似等于槽碼的重力m槽碼g，稱為近似法；（4）通過圖像研究實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，稱為圖像法；（5）在作圖時(shí)，由a-M車圖像轉(zhuǎn)化為a-圖像，使圖線由曲線轉(zhuǎn)化為直線，稱為化曲為直法．答案：（1）平衡摩擦力法（2）控制變量法（3）近似法（4）圖像法（5）化曲為直法4．（多選）如圖所示是某些同學(xué)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)畫出的圖像，下列說法中正確的是（    ）A．形成圖甲的原因是平衡摩擦力時(shí)長木板傾角過大B．形成圖乙的原因是平衡摩擦力時(shí)長木板傾角過小C．形成圖丙的原因是平衡摩擦力時(shí)長木板傾角過大D．形成圖丁的原因是平衡摩擦力時(shí)長木板傾角過小解析：甲圖的a-F圖像，當(dāng)F＝0時(shí)，加速度a≠0，說明F＝0時(shí)，物體受到的合外力已不等于零，即平衡摩擦力時(shí)長木板傾角過大，使mgsin α>F滑；乙圖同甲圖的原因相同．丙、丁是由于平衡摩擦力時(shí)傾角過小，而使F滑>mgsin θ．所以，選項(xiàng)A、D正確．答案：AD5．如圖所示，在研究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)中，若1、2兩個(gè)相同的小車所受拉力分別為F1、F2，車中所放砝碼的質(zhì)量分別為m1、m2，打開夾子后經(jīng)過相同的時(shí)間兩車的位移分別為x1、x2，則在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)，有（    ）A．當(dāng)m1＝m2、F1＝2F2時(shí)，x1＝2x2B．當(dāng)m1＝m2、F1＝2F2時(shí)，x2＝2x1C．當(dāng)F1＝F2、m1＝2m2時(shí)，x1＝2x2D．當(dāng)F1＝F2、m1＝2m2時(shí)，x2＝2x1解析：兩小車相同，當(dāng)m1＝m2時(shí)，若F1＝2F2，則a1＝2a2，由x＝at2得x1＝2x2，A正確、B錯誤．若m1＝2m2，由于兩小車的質(zhì)量未知，故無法確定兩車加砝碼后的質(zhì)量關(guān)系，進(jìn)而兩小車的加速度關(guān)系也就不清楚，因此無法斷定兩車的位移關(guān)系，C、D錯誤．答案：A6．圖甲是用來探究加速度和力之間關(guān)系的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖，圖乙是其俯視圖．兩個(gè)相同的小車，放在比較光滑的水平板上（摩擦力很小，可以略去），前端各系一條細(xì)繩，繩的另一端跨過定滑輪各掛一個(gè)小盤，盤里可放砝碼．兩個(gè)小車后端各系一條細(xì)線，細(xì)線后端用夾子固定，打開夾子，小盤和砝碼牽引小車運(yùn)動，合上夾子，兩小車同時(shí)停止．用刻度尺測出兩小車通過的位移，則位移之比就等于它們的加速度之比．為了探究加速度大小和力大小之間的關(guān)系，下列說法中正確的是（    ）A．使小盤和砝碼的總質(zhì)量盡可能等于小車質(zhì)量B．若將小車放在粗糙水平板上，對實(shí)驗(yàn)結(jié)果沒有影響C．位移之比等于加速度之比是因?yàn)樾≤嚨奈灰婆c加速度成正比D．可在兩小盤內(nèi)放置相同質(zhì)量的砝碼，在兩小車內(nèi)放置不同質(zhì)量的砝碼進(jìn)行實(shí)驗(yàn)解析：小盤和砝碼的總質(zhì)量應(yīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量，才能保證繩對小車的拉力大小等于小盤和砝碼的總重力，A錯誤；粗糙水平板有摩擦力，小車受到的合力不等于繩子的拉力，B錯誤；根據(jù)初速度為零的勻變速直線運(yùn)動公式x＝at2，用刻度尺測量兩小車通過的位移，兩車的位移之比就是加速度之比，所以可以通過比較位移來得知加速度大小與力大小之間的關(guān)系，C正確；實(shí)驗(yàn)的目的是探究加速度和力之間的關(guān)系，即探究小車的加速度和小車受的合力之間的關(guān)系，所以應(yīng)在兩小車內(nèi)放置相同質(zhì)量的砝碼進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，在兩小盤內(nèi)放置不同質(zhì)量的砝碼改變合力，D錯誤．答案：C7．在做“探究加速度和力、質(zhì)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，保持小車和砝碼的總質(zhì)量不變，測得小車的加速度a和拉力F的數(shù)據(jù)如下表所示：F/N0．200．300．400．500．60a/（m·s－2）0．110．190．290．400．51（1）根據(jù)表中的數(shù)據(jù)在上圖的坐標(biāo)系上作出a-F圖像；（2）圖線斜率的物理意義是______________________________________________；（3）小車和砝碼的總質(zhì)量為________kg；（4）圖線（或延長線）與F軸截距的物理意義是_____________________________________．解析：（1）根據(jù)所給數(shù)據(jù)在所給坐標(biāo)系中準(zhǔn)確描點(diǎn)，作出的a-F圖像如圖所示．（2）根據(jù)（1）中圖像可以判斷出圖線的斜率表示小車和砝碼總質(zhì)量的倒數(shù)．（3）由（1）中圖像可得：＝，解得M＝1kg．（4）由a-F圖像可知，當(dāng)力F＝0.1N時(shí)，小車開始運(yùn)動，說明此時(shí)小車受到的阻力為0．1N．答案：（1）見解析（2）小車和砝碼總質(zhì)量的倒數(shù)（3）1（4）小車受到的阻力為0.1N

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高中物理人教版 (2019)必修 第一冊電子課本

2 實(shí)驗(yàn)：探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系

版本： 人教版 (2019)

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