2018-2019高中物理 第四章 力與運動 第二節(jié) 影響加速度的因素 第三節(jié) 探究加速度與力、質(zhì)量的定量關(guān)系學案 粵教版必修1

《2018-2019高中物理 第四章 力與運動 第二節(jié) 影響加速度的因素 第三節(jié) 探究加速度與力、質(zhì)量的定量關(guān)系學案 粵教版必修1》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2018-2019高中物理 第四章 力與運動 第二節(jié) 影響加速度的因素 第三節(jié) 探究加速度與力、質(zhì)量的定量關(guān)系學案 粵教版必修1（18頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、 第二節(jié)　影響加速度的因素 第三節(jié)　探究加速度與力、質(zhì)量的定量關(guān)系 [學習目標] 1.學會用控制變量法研究物理規(guī)律.2.掌握定量探究加速度與物體受到的合外力、物體質(zhì)量關(guān)系的方法.3.了解氣墊導(dǎo)軌減小摩擦的原理和光電門及數(shù)字計時器在實驗中的作用.4.能作出物體運動的a－F、a－圖象，并會利用圖象發(fā)現(xiàn)實驗規(guī)律. 一、影響加速度的因素 1.物體所獲得的加速度與物體的受力情況和物體的質(zhì)量都有關(guān)系. 2.加速度的測量：加速度不是一個可以直接測量的量，可通過時間、位移等能直接測量的量去間接地測量加速度.例如，由靜止開始做勻變速直線運動的物體，可通過測量時間、位移，由位移s＝at2間接測量加

2、速度a＝. 3.定性探究影響加速度的因素 (1)實驗器材 帶有刻度尺的光滑斜面、一輛四輪小車、秒表、彈簧測力計、砝碼. (2)實驗基本思想——控制變量法. (3)實驗過程 加速度與物體所受合力的關(guān)系(保持車的質(zhì)量不變) 實驗設(shè)計： ①如圖1所示，將小車從斜面上由靜止釋放； 圖1 ②記下小車的運動時間t； ③從斜面的刻度尺上讀出小車的位移s； ④由a＝可求出小車的加速度； ⑤改變斜面與水平面的夾角，可以改變小車受到的合外力大小，重復(fù)上面的實驗步驟. 實驗結(jié)論： 當物體的質(zhì)量保持不變時，物體受到的合外力逐漸增大，其加速度將逐漸增大；反之，物體受到的合外力逐漸減小，

3、其加速度也逐漸減小.加速度的方向與合外力的方向相同. 加速度與物體質(zhì)量的關(guān)系(保持小車所受合力不變) 實驗設(shè)計： ①把小車放在斜面上，用彈簧測力計沿斜面向上拉小車，使小車保持靜止狀態(tài)，記下彈簧測力計的示數(shù). ②撤去彈簧測力計，將小車從斜面上由靜止釋放，用秒表記錄小車的運動時間t并讀出小車的位移s，由a＝可求出小車的加速度. ③在小車上增加砝碼，重復(fù)①、②.重復(fù)步驟①時，應(yīng)調(diào)整斜面傾角保持彈簧測力計示數(shù)不變. 實驗結(jié)論： 當物體受到的合外力不變時，物體的質(zhì)量增大，其加速度減?。环粗?，物體的質(zhì)量減小，其加速度增大. 二、探究加速度與力、質(zhì)量的定量關(guān)系 1.實驗器材 氣墊導(dǎo)軌、滑

4、塊(包括擋光片)、橡皮泥、光電門、數(shù)字計時器、砝碼、天平. 2.實驗原理 (1)實驗的基本思想——控制變量法 ①保持滑塊的質(zhì)量不變，改變合外力探究a與 F的關(guān)系. ②保持滑塊所受的合外力不變，改變其質(zhì)量探究a與m的關(guān)系. (2)三個物理量 滑塊的質(zhì)量、滑塊所受的拉力、滑塊的加速度. 3.實驗過程 (1)實驗裝置如圖2所示，讓滑塊在砝碼拉力的作用下做加速運動，記錄下滑塊通過光電門的速度、砝碼的質(zhì)量、兩光電門間的距離. 圖2 (2)保持滑塊質(zhì)量不變，通過增加(或減少)砝碼的數(shù)量來改變拉力的大小.重復(fù)實驗3次. (3)將實驗結(jié)果填入表一，并計算每一次滑塊的加速度a. 表一

5、 滑塊質(zhì)量M＝ kg 砝碼的質(zhì)量m/kg 滑塊所受拉力大小的近似值F/N 滑塊通過光電門1的速度v1/(m·s－1) 滑塊通過光電門2的速度v2/(m·s－1) 兩光電門間的距離s/m 滑塊加速度的計算值a/(m·s－2) (4)用縱坐標表示加速度，橫坐標表示作用力，根據(jù)實驗結(jié)果畫出滑塊運動的a－F圖象，從而得出a與F的關(guān)系. (5)保持砝碼的質(zhì)量不變，即滑塊所受的拉力不變. 在滑塊上增加(或減少)橡皮泥來改變滑塊的質(zhì)量，重復(fù)進行幾次實驗，記下實驗數(shù)據(jù).將實驗結(jié)果填入表二. 表二

6、 拉力F＝ N 滑塊(含橡皮泥)的質(zhì)量M/kg 滑塊(含橡皮泥)質(zhì)量的倒數(shù)/(kg－1) 滑塊通過光電門1的速度v1/(m·s－1) 滑塊通過光電門2的速度v2/(m·s－1) 兩光電門間的距離s/m 滑塊加速度的計算值a/(m·s－2) (6)用縱坐標表示加速度，橫坐標表示，畫出滑塊運動的a－圖象，得出a與的關(guān)系，從而得出a與M的關(guān)系. (7)實驗結(jié)論：當M一定時，a與F成正比；當F一定時，a與M成反比. 4.注意事項 (1)使用氣墊導(dǎo)軌做實驗時注意：氣墊導(dǎo)軌是較精密的儀器，實驗中必

7、須避免導(dǎo)軌受碰撞、摩擦而變形、損傷，沒有給氣墊導(dǎo)軌通氣時，不準在導(dǎo)軌上強行推動滑塊. (2)改變砝碼的數(shù)量時，要始終保證砝碼的總質(zhì)量遠小于滑塊的質(zhì)量. 一、實驗原理 例1　為了“探究加速度與力、質(zhì)量的定量關(guān)系”，使用如圖3所示的氣墊導(dǎo)軌裝置進行實驗.其中G1、G2為兩個光電門，它們與數(shù)字計時器相連，當滑行器通過光電門G1、G2時，光束被遮擋的時間Δt1、Δt2都可以被測量并記錄.滑行器連同上面固定的一條形擋光片的總質(zhì)量為M，擋光片寬度為D，光電門間距離為s，牽引砝碼的質(zhì)量為m.回答下列問題： 圖3 (1)實驗開始應(yīng)先調(diào)節(jié)氣墊導(dǎo)軌下面的螺釘，使氣墊導(dǎo)軌水平，在不增加其他儀器的情

8、況下，如何判定調(diào)節(jié)是否到位？ (2)若探究加速度與力的關(guān)系，應(yīng)保持 的質(zhì)量不變；若探究加速度與質(zhì)量的關(guān)系，應(yīng)保持 的質(zhì)量不變. (3)若取M＝0.4 kg，改變m的值，進行多次實驗，以下m的取值不合適的一個是 . A.m1＝5 g　　　　　　　 B.m2＝15 g C.m3＝40 g D.m4＝400 g (4)在此實驗中，需要測得每一個牽引力對應(yīng)的加速度，其中求得的加速度a的表達式為： .(用Δt1、Δt2、D、s表示) 答案　(1)見解析 解析　(1)取下牽引砝碼，滑行器放在任意位置都不動，或取下牽引砝碼，輕

9、推滑行器，數(shù)字計時器記錄每一個光電門的光束被遮擋的時間Δt都相等. (2)滑行器；牽引砝碼. (3)本實驗只有在滿足m?M的條件下，才可以用牽引砝碼的重力近似等于對滑行器的拉力，所以D是不合適的. (4)由于擋光片通過光電門的時間很短，所以可以認為擋光片通過光電門這段時間內(nèi)的平均速度等于瞬時速度，即有v1＝，v2＝，再根據(jù)運動學公式v22－v12＝2as得：a＝. 二、實驗數(shù)據(jù)處理 例2　在“探究加速度與力、質(zhì)量的定量關(guān)系”實驗中，某次實驗測得如下數(shù)據(jù)：當m一定時，a與F的關(guān)系如表一所示；當F一定時，a與的關(guān)系如表二所示. 表一 F/N 1.00 2.00 3.00 4.

10、00 a/(m·s－2) 1.90 3.95 5.85 7.62 表二 /kg－1 0.52 0.67 0.80 1.00 a/(m·s－2) 1.53 2.10 2.49 3.10 (1)在如圖4所示的相應(yīng)坐標系中，根據(jù)表一、表二所給數(shù)據(jù)作出圖象. 圖4 (2)由圖象可以判定：當m一定時，a與F成 ；當F一定時，a與m成 . (3)在研究a與m的關(guān)系時，作了a－圖象，而沒作a－m圖象，那么作a－圖象有何優(yōu)點？ 答案　(1)作出圖象如圖所示 (2)正比　反比 (3)a－m圖象是曲線，難以找出規(guī)律；a－圖象

11、是直線，容易找出規(guī)律. 實驗數(shù)據(jù)的處理方法——圖象法、“化曲為直”法 1.研究加速度a和力F的關(guān)系 以加速度a為縱坐標，力F為橫坐標，根據(jù)測量數(shù)據(jù)描點，然后作出圖象，如圖5所示，若圖象是一條通過原點的直線，就能說明a與F成正比. 圖5 2.研究加速度a與質(zhì)量m的關(guān)系 如圖6所示，因為a－m圖象是曲線，檢查a－m圖象是不是雙曲線，就能判斷它們之間是不是成反比關(guān)系，但檢查這條曲線是不是雙曲線，相當困難.若a和m成反比，則a與必成正比.我們采取“化曲為直”的方法，以a為縱坐標，以為橫坐標，作出a－圖象，若a－圖象是一條過原點的直線，說明a與成正比，即a與m成反比. 圖6

12、三、其他實驗方法的探究 1.“探究加速度與力、質(zhì)量的定量關(guān)系”實驗設(shè)計考慮的一個重點是如何保持小車(或滑塊)的合外力不變及如何改變合外力大小.為此，需消除摩擦力的影響，氣墊導(dǎo)軌上滑塊受到的摩擦力可以忽略不計，合外力等于繩的拉力；而在不光滑的木板上運動的小車，則需要平衡摩擦力. 2.平衡摩擦力的方法：在長木板不帶滑輪的一端下面墊一木塊，反復(fù)移動木塊位置，直到輕推小車在斜面上運動時可保持勻速運動為止(紙帶上相鄰點間距相等). 3.在平衡摩擦力時，不要懸掛砝碼盤，但小車應(yīng)連著紙帶且接通電源；平衡摩擦力后，改變小車質(zhì)量后無須再重新平衡摩擦力. 例3　某實驗小組利用圖7所示的裝置探究加速度與力、

13、質(zhì)量的定量關(guān)系. 圖7 (1)下列做法正確的是 (填字母代號). A.調(diào)節(jié)滑輪的高度，使牽引木塊的細繩與長木板保持平行 B.在調(diào)節(jié)木板傾斜度平衡木塊受到的滑動摩擦力時，將裝有砝碼的砝碼桶通過定滑輪拴在木塊上 C.實驗時，先放開木塊再接通打點計時器的電源 D.通過增減木塊上的砝碼改變質(zhì)量時，不需要重新調(diào)節(jié)木板傾斜度 (2)圖8是甲、乙兩同學根據(jù)實驗數(shù)據(jù)畫出的圖象. 圖8 形成圖線甲的原因是 . 形成圖線乙的原因是 . 答案　(1)AD　(2)長木板傾角過

14、大　未平衡摩擦力或平衡摩擦力不夠 解析　(1)實驗中細繩要與長木板保持平行，A項正確；平衡摩擦力時不能將裝有砝碼的砝碼桶通過細繩繞過滑輪拴在木塊上，B項錯誤；實驗時應(yīng)先接通打點計時器的電源再放開木塊，C項錯誤；平衡摩擦力后，改變木塊上的砝碼質(zhì)量后不需要再重新平衡摩擦力，D項正確. (2)圖線甲中F＝0時，木塊就有了加速度，可見是長木板傾角過大.圖線乙中，有了拉力時，加速度仍為0，說明未平衡摩擦力或平衡摩擦力不夠. 例4　兩個小車并排放在光滑水平桌面上，小車前端系上細線，線的另一端跨過定滑輪各掛一個小盤，盤里分別放有不同質(zhì)量的砝碼(圖9甲).小車所受的水平拉力F的大小可以認為等于砝碼(包括

15、砝碼盤)所受的重力大小.小車后端也系有細線，用一只夾子夾住兩根細線(圖乙)，控制兩輛小車同時開始運動和結(jié)束運動. 圖9 由于兩個小車初速度都是零，運動時間又相同，因為s＝，即s∝a，所以只要測出兩小車位移s之比就等于測出了它們的加速度a之比. 實驗結(jié)果是：當兩小車質(zhì)量相同時， ；當拉力F相等時， .實驗中用砝碼(包括砝碼盤)所受的重力G＝mg的大小作為小車所受拉力F的大小，這樣做會引起實驗誤差，為了減小這個誤差，G與小車所受重力Mg之間需要滿足的關(guān)系是： . 答案　加速度與拉力成正

16、比　加速度與質(zhì)量成反比 G?Mg 解析　實驗過程中，當兩小車質(zhì)量相同時，砝碼(包括砝碼盤)重力越大，相同時間內(nèi)位移越大，則加速度越大，進行實驗時會發(fā)現(xiàn)，加速度與所受拉力成正比；若砝碼重力不變，即拉力不變時，質(zhì)量越大的小車，相同時間內(nèi)位移越小，即加速度越小，進行測量分析知，加速度與質(zhì)量成反比.如果砝碼(包括砝碼盤)的重力G遠小于小車的重力Mg時，G近似等于拉力F. 1.控制變量法：當研究多個物理量的變化規(guī)律時，為了簡便，可設(shè)計保持其他物理量不變，只研究剩余兩個變化物理量的關(guān)系，這種方法叫做控制變量法.兩個相同的小車放在光滑水平面上，前端各系一條細繩，繩的另一端跨過定滑輪各掛一個小盤，盤

17、中各放數(shù)目不等的砝碼，就可以驗證質(zhì)量一定的條件下，加速度與力的關(guān)系. 2.對比實驗法：對比實驗法在物理實驗中經(jīng)常用到. 兩小車后端各系一條細繩，一起被一個夾子夾著而使小車靜止(如圖10所示).打開夾子，兩小車同時開始運動，關(guān)上夾子，兩小車同時停下來.用刻度尺測出兩小車通過的位移，位移之比就等于它們的加速度之比. 圖10 1.(實驗原理)如圖11所示為一氣墊導(dǎo)軌，導(dǎo)軌上安裝有一個光電門B，滑塊上固定一擋光片，滑塊用細線繞過氣墊導(dǎo)軌左端的定滑輪與力傳感器相連，力傳感器可測出繩子上的拉力大小.傳感器下方懸掛鉤碼，每次滑塊都從A處由靜止釋放. 圖11 (1)該同學用游標卡尺測量

18、擋光片的寬度d＝2.25 mm. (2)實驗時，由數(shù)字計時器讀出擋光片通過光電門B的時間t＝1.0×10－2 s，則滑塊經(jīng)過光電門B時的瞬時速度為 m/s. (3)若某同學用該實驗裝置探究加速度與力的關(guān)系， ①要求出滑塊的加速度，還需要測量的物理量是 (文字說明并用相應(yīng)的字母表示). ②下列不必要的一項實驗要求是 .(請?zhí)顚戇x項前對應(yīng)的字母) A.滑塊質(zhì)量遠大于鉤碼和力傳感器的總質(zhì)量 B.應(yīng)使A位置與光電門間的距離適當大些 C.應(yīng)將氣墊導(dǎo)軌調(diào)節(jié)水平 D.應(yīng)使細線與氣墊導(dǎo)軌平行 答案　(2)0.225　(3)①

19、擋光片到光電門的距離s　②A 解析　(2)實驗時，將滑塊從A位置由靜止釋放，由數(shù)字計時器讀出遮光條通過光電門B的時間t，滑塊經(jīng)過光電門時的瞬時速度可近似認為是滑塊經(jīng)過光電門的平均速度.即v＝＝ m/s＝0.225 m/s. (3)①根據(jù)運動學公式a＝得，若要得到滑塊的加速度，還需要測量的物理量是擋光片到光電門的距離s. ②拉力是直接通過力傳感器測量的，故與小車質(zhì)量和鉤碼質(zhì)量的大小關(guān)系無關(guān)，故A錯誤；應(yīng)使A位置與光電門間的距離適當大些，有利于減小誤差，故B正確；應(yīng)將氣墊導(dǎo)軌調(diào)節(jié)水平，使拉力等于合力，故C正確；要保持細線與氣墊導(dǎo)軌平行，拉力才等于合力，故D正確. 2.(實驗的數(shù)據(jù)處理)“探

20、究加速度與力、質(zhì)量的定量關(guān)系”的實驗裝置如圖12甲所示. 圖12 (1)在平衡小車與桌面之間摩擦力的過程中，打出了一條紙帶如圖乙所示.計時器打點的時間間隔為0.02 s，從比較清晰的點起，每5個點取一個計數(shù)點，測量并標出相鄰計數(shù)點之間的距離.該小車的加速度a＝ m/s2. (2)平衡摩擦力后，將5個相同的砝碼都放在小車上.掛上砝碼盤，然后每次從小車上取一個砝碼添加到砝碼盤中，測量小車的加速度.小車的加速度a與砝碼盤中砝碼總重力F的實驗數(shù)據(jù)如下表： 砝碼盤中砝碼總重力F/N 0.196 0.392 0.588 0.784 0.980 加速度a/(m·s－2

21、) 0.69 1.18 1.66 2.18 2.70 請根據(jù)實驗數(shù)據(jù)在圖13所示坐標系中作出a－F的關(guān)系圖象. 圖13 (3)根據(jù)提供的實驗數(shù)據(jù)作出的a－F圖線不通過原點，請說明主要原因. 答案　(1)0.16 (2)見解析圖 (3)計算F時忘記加入砝碼盤的重力 解析　(1)由題意可知計數(shù)點間的時間間隔T＝5T0＝0.1 s. 由題圖乙可知Δs＝0.16 cm＝1.6×10－3 m，由Δs＝aT2可得a＝0.16 m/s2. (2)a－F圖線如圖所示. (3)平衡小車與桌面之間的摩擦力后，a－F圖象仍不通過原點，是由于在計算F時忘記加入砝碼盤的重力，使

22、作出的圖象向左平移. 3.(實驗的誤差分析)(多選)甲、乙、丙、丁四位同學在做“探究加速度與力、質(zhì)量的定量關(guān)系”的實驗時(使用圖14所示的裝置)，設(shè)小車和車上砝碼的總質(zhì)量為M，小盤及盤中砝碼的總質(zhì)量為m，分別得出如圖中甲、乙、丙、丁四個圖象，其中甲、乙、丙是a－F圖象，丁是a－圖象，則下列說法正確的是(　　) 圖14 A.甲和乙沒有把握好實驗條件M遠大于m B.丙和丁沒有把握好實驗條件M遠大于m C.甲中長木板的傾角太小，乙中長木板的傾角太大 D.甲、乙、丙三位同學中，丙同學較好地完成了平衡摩擦力的操作 答案　BCD 解析　圖象甲和乙都是直線，說明滿足小車和車上砝碼的總

23、質(zhì)量M遠大于小盤及盤中砝碼的總質(zhì)量m，而丙和丁沒有把握好此條件.故圖線出現(xiàn)彎曲，A錯誤，B正確；甲、乙、丙中只有丙圖經(jīng)過原點，說明只有丙較好地完成了平衡摩擦力的操作，D正確；圖象甲中圖線在橫軸上有截距，即F為某一值時才開始有加速度，說明長木板傾角太小，沒有很好地平衡摩擦力，而圖象乙中圖線在縱軸上有截距，說明長木板傾角太大，平衡摩擦力過度，C正確. 一、選擇題 1.利用如圖1所示的裝置探究加速度與力、質(zhì)量的定量關(guān)系，下列說法中正確的是(　　) 圖1 A.保持小車所受拉力不變，只改變小車的質(zhì)量，就可以探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系 B.保持小車質(zhì)量不變，只改變小車的拉力，就可以探究加

24、速度與力、質(zhì)量之間的關(guān)系 C.先保持小車所受拉力不變，研究加速度與力的關(guān)系；再保持小車質(zhì)量不變，研究加速度與質(zhì)量的關(guān)系，最后歸納出加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系 D.先保持小車質(zhì)量不變，研究加速度與力的關(guān)系；再保持小車受力不變，研究加速度與質(zhì)量的關(guān)系，最后歸納出加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系 答案　D 解析　該實驗采用的是控制變量法，即保持一個量不變，研究其他兩個量之間的關(guān)系.在探究加速度與質(zhì)量的關(guān)系時，應(yīng)保持拉力不變，在探究加速度與力的關(guān)系時，應(yīng)保持質(zhì)量不變，最后歸納出加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系，A、B、C錯誤，D正確. 2.如圖2所示是某同學“探究加速度與力、質(zhì)量的定量關(guān)系”實驗時安裝完畢后，準備釋

25、放小車時的裝置示意圖.另一同學指出了圖中的幾處錯誤，其中不正確的是(　　) 圖2 A.實驗前沒有平衡摩擦力 B.拉小車的細線應(yīng)與長木板平行 C.實驗中所用電源應(yīng)為交流電源 D.小車應(yīng)靠近打點計時器且打點計時器應(yīng)距右端較遠些 答案　D 解析　小車應(yīng)靠近打點計時器且打點計時器應(yīng)距左端較遠些，選項D錯誤. 3.在“探究加速度與力、質(zhì)量的定量關(guān)系”實驗中，為了消除打點計時器和木板對小車阻力的影響，關(guān)于該操作環(huán)節(jié)，下列四種裝置圖中正確的是(　　) 答案　B 解析　依靠重力來平衡阻力，同時阻力包含紙帶與打點計時器之間的摩擦，故操作為：需要連上紙帶，但是不能掛重物，把打點計時

26、器所在的一端墊高.故B正確，A、C、D錯誤. 二、非選擇題 4.(實驗原理)用圖3甲所示的實驗裝置探究加速度與力、質(zhì)量的定量關(guān)系. 圖3 (1)完成平衡摩擦力的相關(guān)內(nèi)容： ①取下砂桶，把木板不帶滑輪的一端墊高； ②接通打點計時器電源，輕推小車，讓小車拖著紙帶運動.如果打出的紙帶如圖乙所示，則應(yīng) (填“增大”“減小”或“不改變”)木板的傾角，反復(fù)調(diào)節(jié)，直到紙帶上打出 的點跡為止. (2)某同學實驗時得到如圖丙所示的a－F圖象(砂和砂桶總質(zhì)量遠小于小車質(zhì)量)，則該同學探究的是：在小車質(zhì)量一定的條件下， 成正比. (3)上

27、題中若砂和砂桶總質(zhì)量過大，不能遠小于小車質(zhì)量，則可能會出現(xiàn)下列圖象中的(　　) 答案　(1)減小　間隔相等　(2)小車的加速度與所受拉力　(3)B 解析　(1)由題圖乙所示紙帶可知，小車運動過程中在相等時間內(nèi)的位移越來越大，小車做加速運動，平衡摩擦力太過，木板傾角太大，應(yīng)減小木板的傾角，反復(fù)調(diào)節(jié)，直到紙帶上打出的點跡間隔相等為止. (2)由題圖丙可知，縱軸表示加速度，橫軸表示力，探究的是加速度與力的關(guān)系，應(yīng)控制小車質(zhì)量不變，由圖象可知：在小車質(zhì)量一定的條件下，小車的加速度與所受的拉力成正比. (3)若砂和砂桶總質(zhì)量過大，不能遠小于小車質(zhì)量，小車加速度與力不成正比，a－F圖象不是直線

28、，a－F圖象向下彎曲，會出現(xiàn)B圖所示情況. 5.(實驗的誤差分析)某實驗小組利用小車、一端帶有滑輪的導(dǎo)軌、打點計時器和幾個已知質(zhì)量的小鉤碼探究加速度與力的關(guān)系，實驗裝置如圖4甲所示. 圖4 (1)圖乙是實驗中得到的一條紙帶，圖中打相鄰兩計數(shù)點的時間間隔為0.1 s，由圖中的數(shù)據(jù)可得小車的加速度a為 m/s2. (2)該實驗小組以測得的加速度a為縱軸，所掛鉤碼的總重力F為橫軸，作出的圖象如圖丙中圖線1所示，發(fā)現(xiàn)圖線不過原點，懷疑在測量力時不準確，他們將實驗進行了改裝，將一個力傳感器安裝在小車上，直接測量細線拉小車的力F′，作a－F′圖如圖丙中圖線2所示，則圖線不過

29、原點的原因是 ，對于圖象上相同的力，用傳感器測得的加速度偏大，其原因是 ； (3)該實驗小組在正確操作實驗后，再以測得的加速度a為縱軸，所掛鉤碼的總重力F和傳感器測得的F′為橫軸作圖象，要使兩個圖線基本重合，請你設(shè)計一個操作方案： . 答案　(1)0.195 (2)未平衡摩擦力或平衡摩擦力不足　鉤碼的質(zhì)量未遠小于小車的質(zhì)量 (3)將n個鉤碼都放在小車上，每次從小車上取一個鉤碼掛在細線上，其余鉤碼留在小車上隨小車一起運動 解析

30、　(1)根據(jù)Δs＝aT2，運用逐差法得：a＝＝ m/s2＝0.195 m/s2. (2)由圖線可知，F(xiàn)不等于零時，a仍然為零，可知圖線不過原點的原因是未平衡摩擦力或平衡摩擦力不足.力傳感器可以直接得出細線拉力的大小，用鉤碼的重力表示細線的拉力，必須滿足鉤碼的質(zhì)量遠小于小車的質(zhì)量，否則細線的拉力實際上小于鉤碼的重力.所以對于圖線上相同的力，用傳感器測得的加速度偏大，原因是鉤碼的質(zhì)量未遠小于小車的質(zhì)量. (3)要使兩個圖線基本重合，只要滿足鉤碼的質(zhì)量遠小于小車的質(zhì)量即可. 6.(實驗的數(shù)據(jù)處理)如圖5所示為用拉力傳感器(能測量拉力的儀器)和速度傳感器(能測量瞬時速度的儀器)探究“加速度與物體

31、受力的關(guān)系”的實驗裝置.用拉力傳感器記錄小車受到拉力的大小，在長木板上相距L＝48.0 cm的A、B兩點各安裝一個速度傳感器，分別記錄小車到達A、B時的速率. 圖5 (1)實驗主要步驟如下： ①將拉力傳感器固定在小車上. ②平衡摩擦力，讓小車在不受拉力時做 運動. ③把細線的一端固定在拉力傳感器上，另一端通過定滑輪與鉤碼相連.為保證細線的拉力不變，必須調(diào)節(jié)滑輪的高度使 . ④接通電源后自C點釋放小車，小車在細線拉動下運動，記錄細線拉力F的大小及小車分別到達A、B

32、時的速率vA、vB. ⑤改變所掛鉤碼的數(shù)量，重復(fù)④的操作. (2)下表中記錄了實驗測得的幾組數(shù)據(jù)，vB2－vA2是兩個速度傳感器記錄速度的平方差，則加速度的表達式a＝ ，請將表中第4次的實驗數(shù)據(jù)填寫完整(結(jié)果保留三位有效數(shù)字). 次數(shù) F/N vB2－vA2/(m2·s－2) a/(m·s－2) 1 0.60 0.77 0.80 2 1.04 1.61 1.68 3 1.42 2.34 2.44 4 2.62 4.65 5 3.00 5.49 5.72 (3)由表中數(shù)據(jù)，在圖6坐標紙上作出a－F關(guān)系圖線. 圖6

33、 (4)對比實驗結(jié)果與理論計算得到的關(guān)系圖線(圖中已畫出理論圖線)，造成上述偏差的原因除了拉力傳感器讀數(shù)可能偏大外，還可能是 . 答案　(1)②勻速直線　③細線與長木板平行 (2)　4.84 (3)見解析圖 (4)沒有完全平衡摩擦力 解析　(1)②平衡摩擦力完成的依據(jù)是小車在不受拉力作用時恰好做勻速直線運動.③為保證細線的拉力不變，細線必須與長木板平行. (2)由勻變速直線運動速度與時間的關(guān)系vB2－vA2＝2aL可得，a＝.將vB2－vA2＝4.65 m2/s2，L＝0.48 m代入后可得a≈4.84 m/s2. (3)如圖所示 (4)由作出的a－F圖象可知，當拉力F已經(jīng)大于0時，小車的加速度仍然為0，故可能的原因是沒有完全平衡摩擦力. 18