在探究加速度a与力F.质量m的关系实验中.三个小组分别采用了图甲.图乙.图丙不同的实验器材进行．乙组不同于甲组的是长木板的右端垫着小木块.丙组不同的是用气垫导轨代替长木板.数字计时器代替打点计时器(遮光条通过每个光电门需要的时间t都可以直接显示出来)．(1)若先探究a与F的关系.则应保持实验器材中小车的质量小车的质量不变,实验中题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

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在探究加速度a与力F、质量m的关系实验中，三个小组分别采用了图甲、图乙、图丙不同的实验器材进行．乙组不同于甲组的是长木板的右端垫着小木块，丙组不同的是用气垫导轨代替长木板、数字计时器代替打点计时器（遮光条通过每个光电门需要的时间t都可以直接显示出来）．
（1）若先探究a与F的关系，则应保持实验器材中

小车的质量

不变；实验中测F应该测的是

重物的重力

，在三组器材中测F时产生系统误差最大的是

甲

，乙组中采取减小系统误差的关键是

将木板垫成斜面使小车受到的重力沿着斜面的分力与摩擦力平衡

．三个组测量了数据后描绘的a-F图象有所不同，其中有一组得到的如图丁所示，这是

甲

组器材测得的结果．（每空1分）
（2）用丙组做实验时两个光电门间距是30cm，遮光条的宽度为1cm，它通过光电门1和2时需要的时间分别显示为0.1s和0.025s，计算小车经过两个光电门时的速度为v₁=

0.1

m/s，v₂=

0.4

m/s，由此计算出小车的加速度a=

0.25

m/s²．

分析：实验用控制变量法探究加速度a与力F、质量m的关系，用重物的重力代替拉力F，甲组没有平衡摩擦力，光电门测量滑块瞬时速度的原理是用极短时间内的平均速度表示瞬时速度；然后根据运动学公式求出加速度．

解答：解：（1）实验用控制变量法探究加速度a与力F、质量m的关系，若先探究a与F的关系，则应保持实验器材中小车质量不变，实验中测F应该测的是重物的重力，甲组没有平衡摩擦力，所以甲组误差最大，乙组中采取减小系统误差的关键是将木板垫成斜面使小车受到的重力沿着斜面的分力与摩擦力平衡，保证绳子的拉力即为F，丁图表示当绳子有拉力时，加速度还为零，说明没有平衡摩擦力，是甲组器材测得的结果；
（2）滑块经过光电门1时的速度表达式v₁=

△t1

0.01

0.1

=0.1m/s
经过光电门2时的速度表达式v₂=

△t2

0.01

0.025

=0.4m/s
根据速度位移关系公式，加速度为：a=

v22-v12

0.16-0.01

0.6

=0.25m/s2
故答案为：（1）小车的质量；重物的重力；甲；将木板垫成斜面使小车受到的重力沿着斜面的分力与摩擦力平衡；甲；
（2）0.1；0.4；0.25

点评：处理实验时一定要找出实验原理，根据实验原理我们可以寻找需要测量的物理量和需要注意的事项．明确瞬时速度的测量方法，即用极短时间内的平均速度表示瞬时速度，然后根据运动学公式求解加速度．

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科目：高中物理 来源： 题型：

在“探究加速度a与力F、质量M的关系”的实验中

（1）我们都是先确保小车质量M不变，研究a与F的关系，再确保F不变，研究a与M之间的关系，这种实验方法称为

控制变量法

．
（2）下列说法中正确的是

．
A．连接砂桶和小车的轻绳应和长木板保持平行
B．将打点计时器接在6V电压的蓄电池上，先接通电源，后放开小车，打点计时器在纸带上打下一系列点，并在纸带上标明小车质量…
C．在探究a与质量M的关系时，作出 a-

图象能更直观地判断二者间的关系
D．细线对小车的拉力，一定等于砝码和沙桶的总重力
（3）某同学测得小车的加速度a和拉力F的数据后，依照数据正确画出a-F图象如图2示，（小车质量保持不变）图线不过原点的原因可是

没有平衡摩擦力或平衡不彻底

．

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科目：高中物理 来源： 题型：

某同学在做“探究加速度a与力F、质量m的关系”实验时，使用了如图（a）所示的实验装置简图．实验中认为细绳对小车拉力F等于砂和砂桶的总重力，小车运动加速度a可用纸带上打出的点求得．

（1）图（b）为某次实验得到的纸带，根据纸带可求出小车的加速度大小为

1.4

m/s²．（保留两位有效数字）
（2）在“探究加速度a与质量m的关系”时，保持砂和砂桶质量不变，改变小车质量m，分别得到小车加速度a与质量m的相关数据如下表：

次数

小车加速度a/m?s^-2

1.72

1.48

1.25

1.00

0.75

0.50

0.30

小车质量m/kg

0.29

0.33

0.40

0.50

0.71

1.00

1.67

质量倒数

/kg^-1

3.45

3.03

2.50

2.00

1.41

1.00

0.60

根据上表数据，为直观反映F不变时a与m的关系，请在图（c）方格坐标纸中选择恰当变量建立坐标系，并作出相应的图线．根据所作出的图线，可以得出的结论是

加速度a跟质量成反比，图a-

，过原点的一条直线

加速度a跟质量成反比，图a-

，过原点的一条直线

．
（3）在“探究加速度a与力F的关系”时，保持小车的质量不变，改变小桶中砂的质量，有的组同学根据实验数据作出了加速度a与力F图线如图（d）所示，该图线不通过坐标原点，试分析图线不通过坐标原点的原因是

未平衡摩擦力或平衡摩擦力不足

．

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科目：高中物理 来源： 题型：

某学习小组欲探究物体的加速度与力、质量的关系，他们在实验室组装了一套如图1所示的装置，图中小车的质量用M表示，砂桶的质量用m表示．要顺利完成该实验，则：

（1）还需要的测量工具有

刻度尺

、

天平

．
（2）为使小车所受合外力等于细线的拉力，应采取的措施是

平衡摩擦力

；要使细线的拉力约等于砂桶的总重力，应满足的条件是

M＞＞m

．
（3）如图2所示为小车在木板上带动纸带运动打出的一条纸带的一部分，0、1、2、3、4、5、6为计数点，相邻两计数点间还有4个打点未画出．从纸带上测出x₁=3.20cm，x₂=4.52cm，x₅=8.42cm，x₆=9.70cm．则木块加速度大小a=

1.3

m/s²（保留两位有效数字）．
（4）在“探究加速度a与力F的关系”时，保持小车的质量不变，改变小桶中砂的质量，该同学根据实验数据作出了加速度a与力F图线如图3所示，该图线不通过坐标原点，试分析图线不通过坐标原点的原因是

实验前该同学未平衡（或未完全平衡）摩擦力．

．

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科目：高中物理 来源： 题型：

（2010?南京模拟）某同学在做“探究加速度a与力F、质量m的关系”实验时，使用了如图（a）所示的实验装置简图．实验中认为细绳对小车拉力F等于砂和砂桶的总重力，小车运动加速度a可用纸带上打出的点求得．

（1）图（b）为某次实验得到的纸带，根据纸带可求出小车的加速度大小为

3.2

m/s²．（保留两位有效数字）
（2）在“探究加速度a与质量m的关系”时，保持砂和小桶质量不变，改变小车质量m，分别得到小车加速度a与质量m的相关数据如下表：

次数

小车加速度a/m?s^-2

1.72

1.48

1.25

1.00

0.75

0.50

0.30

小车质量m/kg

0.29

0.33

0.40

0.50

0.71

1.00

1.67

质量倒数

/kg^-1

3.45

3.03

2.50

2.00

1.41

1.00

0.60

在误差允许的范围内，保持外力不变，物体的加速度与质量

成反比

．
（3）在“探究加速度a与力F的关系”时，保持小车的质量不变，改变小桶中砂的质量，该同学根据实验数据作出了加速度a与力F图线如图（d）所示，该图线不通过坐标原点，试分析图线不通过坐标原点的原因是

实验前未平衡摩擦力或平衡摩擦力不充分

．

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