物理必修1第四章第三节探究加速度与力、质量的定量关系

物理必修1第四章第三节探究加速度与力、质量的定量关系内容摘要：

v 21 ＝ 2 as 计算出滑块的加速度 . 【 数据分析 】 设计实验表格，将滑块拉力不变时的实验数据记入表格中， 并在图 4 3 7 中作出 a － 1M 图象 . 实验 次数 滑块 (含 橡皮泥 ) 的质量 M 滑块总质量 的倒数 滑块通过 光电门 1 的速度 v1 滑块通过 光电门 2 的速度 v2 两光电 门间的 距离 s 滑块加 速度 a 1 2 3 4 5 1M 图 437 【 实验结论 】 根据图象不难发现其是一条经过原点的直线，所以在合外 力一定的前提下，加速度和物体的质量成反比 . 【 注意事项 】 本实验不直接画 a－ M 的图象，是因为 a－ M 是一条曲线， 的直线，简单明了，也容易得出 a 与 M 的关系 . 不容易从图象中判断 a 与 M 的关系，而 a － 1M 图象是一过原点 【 例 2】 用如图 438 所示的装置研究在作用力 F 一定时， 小车的加速度 a 与小车质量 M 的关系，某位同学设计的实验步 骤如下： ； ； ； 6 V 电压的蓄电池上，接通电源， 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； ，增加小车上的 砝码个数，并记录每次增加后的 M 值，重复上述实验； ，测量并计算出加速度的值； a－ M 关系图象，并由图象确定 a 与 M 的关系 . 图 438 (1)该同学漏掉的重要实验步骤是 ____________，该步骤应 排在 ______实验步骤之后 . (2)在上述步骤中，有错误的是 ______，应把 __________改 为 ________________. (3) 在上述步骤中，处理不恰当的是 ____________ ，应把 ________________改为 __________________. 解析： 实验中把小桶及其所装沙子的重力看做与小车所受的 拉力大小相等，没有考虑摩擦力的作用，故必须平衡摩擦力 .电 磁打点计时器接在 6 V 电压的蓄电池上将无法工作，必须接在 6 V 交流电压的学生电源上 .作 a－ M 关系图象，得到的是双曲线， 很难作出正确的判断，必须 “ 化曲为直 ” ，改作 a － 1M 图象 . 答案： (1)平衡摩擦力 B (2)D 6 V 电压的蓄电池 6 V 交流电压的学生电源 (3)G 作 a － M 关系图象 作 a － 1M 关系图象 【 触类旁通 】 2.(2020 年汕头期末 )如图 439 甲所示为验证“加速度与 力、质量的关系”实验装置示意图 . 图 439 (1)平衡小车所受的阻力的操作：取下 ________ ，把木板 不带滑轮的一端垫高；接通 打点计时器电源，轻推小车，让小 车拖着纸带运动 .如果打出的纸带如图乙所示，则应 ________(填 “减小”或“增大” )木板的倾角，反复调节，直到纸带上打出 的点迹 ________为止 . (2)图丙为研究“在外力一定的条件下，物体的加速度与其 质量的关系”时所得的实验图象，横坐标 m 为小车上砝码的质 量 .设图中直线的斜率为 k，在纵轴上的截距为 b，若牛顿定律 成立，则小车受到的拉力为 ______________ ，小车的质量为 __________. 答案： ①砝码 减小 间隔相等 (均匀 ) 解析： 设小车的质量为 m ′ ，则有 F ＝ ( m ＋ m ′ ) a ，变形得1a＝1Fm ＋m ′F，所以1a－ m 图象的斜率为1F＝ k ，所以作用力 F ＝1k，1a－ m 图象的截距为m ′F＝ b ，所以 m ′ ＝bk. ② F ＝ 1k m ′ ＝ bk 探究加速度与力、质量的关系 【 实验目的 】 (1)学会用控制。