4.2实验：探究加速度与力、质量的关系 知识链接 Hi，在开始挑战之前，先来热下身吧！ 同学们,你知道怎样探究三个变量之间的关系吗？ 学习任务 （一）读教材，首战告捷 让我们一起来阅读教材，并做好色笔区分吧。 （二） 试身手， 初露锋芒 让我们来试试下面的问题和小练习吧。 问题1：物体的加速度a与所受到的合外力F、物体质量m有怎样的关系？ 当m一定时， a与F成正比;当 F一定时， a与m成反比 问题2：什么叫控制变量法？ 当研究三个物理量之间的关系时，先要保持某个量不变，研究另外两个量之间的关系，再保持另一个量不变时，研究其余两个量之间的关系，然后综合起来得出结论.这种研究问题的方法叫控制变量法. 练习1、利用如图所示的装置探究加速度与力、质量的关系，下列说法中正确的是：（ ） A．保持小车所受拉力不变，只改变小车的质量，就可以探究加速度与力、 质量的关系 B．保持小车质量不变，只改变小车的拉力，就可以探究加速度与力、质量之间的关系 C．先保持小车所受拉力不变，研究加速度与力的关系；再保持小车质量不变，研究加速度与质量的关系，最后归纳出加速度与力、质量的关系 D．先保持小车质量不变，研究加速度与力的关系；再保持小车受力不变， 研究加速度与质量的关系，最后归纳出加速度与力、质量的关系 【答案】D 【解析】对于加速度与力、质量的关系，应先保 持小车质量不变，研究加速度与力的关系；再保 持小车受力不变，研究加速度与质量的关系，最 后归纳出加速度与力、质量的关系。 练习2、在利用打点计时器探究加速度与力、质量关系的实验中，以下做法正确的是：（ ） A． 平衡摩擦力时，应将重物用细绳通过定滑轮系在小车上 B． 每次改变小车的质量时，不需要重新平衡摩擦力 C． 实验时，先放开小车，后接通电源 D．“重物的质量远小于小车的质量”这一条件如不满足，对探究过程也不会产生影响 【答案】B 【解析】平衡摩擦力时，不把悬挂重物用细绳通过定滑轮系在小车上，即不对小车施加拉力。在木板无滑轮的一端下面垫一薄木块，反复移动其位置，直到拖在小车后面的纸带上打出的点距均匀为止。设木板的倾角为θ，则平衡摩擦力后有mgsinθ=μmgcosθ，即θ=arctanμ，θ与小车的质量无关，故每次改变小车的质量时，不需要重新平衡摩擦力。实验时，应先接通电源，待打点计时器工作稳定后再放开小车。实验要求重物的质量远小于小车的质量，因为只有这样，重物的重力才近似等于细绳对小车的拉力。 （三）攻难关，自学检测 让我们来挑战吧！你一定是最棒的！ 1、某同学在实验中保持拉力不变，得到了小车加速度随质量变化的一组 数据，如表所示：请在图中方格纸中建立合适坐标，并画出能直观反映 出加速度与质量关系的图线． 【答案】见解析 【解析】a与m成反比实际上就是a与成正比，以a为纵坐标．以为 横坐标建立坐标系，选取适当的标度，描出坐标点，连线得到图象如图所示． 2、某同学采用如图所示的装置验证规律：“物体质量一定，其加速度与所受合力成正比”。 ①该同学是采用v－t图象来求加速度的。图中为实验中打出的一条纸带的一部分，纸带上标出了连续的3个计数点，依次为B、C、D，相邻计数点之间还有4个计时点没有标出。打点计时器接在频率为50Hz的交流电源上。打点计时器打C点时，小车的速度为 m/s； ② 其余各点的速度都标在了v－t坐标系中，如图所示。t=0.10s时，打点计时器恰好打B点。请你将①中所得结果标在如图所示的坐标系中，并作出小车运动的v－t图线；利用图线求出小车此次运动的加速度a = _____m/s2； ③ 最终该同学所得小车运动的a－F图线如图所示，从图中我们看出图线是一条经过原点的直线。根据图线可以确定下列说法中不正确的是（ ） A．本实验中小车质量一定时，其加速 ... ...
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