實驗四驗證牛頓運動定律

1、實驗四 驗證牛頓運動定律實驗目的和器材實驗目的和器材實驗原理實驗原理實驗實驗目的目的1.1.學會用控制變量法研究物理規(guī)學會用控制變量法研究物理規(guī)律律2.2.驗證牛頓第二定律驗證牛頓第二定律3.3.掌握利用圖像處理數(shù)據(jù)的方法掌握利用圖像處理數(shù)據(jù)的方法 探究加速度探究加速度a a與力與力F F及及質量質量M M的關系時，應用的關系時，應用的基本方法是控制變的基本方法是控制變量法，即先控制一個量法，即先控制一個參量參量小車的質量小車的質量M M不變，探究加速度不變，探究加速度a a與與力力F F的關系；再控制小的關系；再控制小盤和砝碼的質量不變，盤和砝碼的質量不變，即力即力F F不變，探究加速不變，

2、探究加速度度a a與小車質量與小車質量M M的關的關系系 實驗實驗器材器材打點計時器、紙帶、復寫紙、小打點計時器、紙帶、復寫紙、小車、一端附有定滑輪的長木板、車、一端附有定滑輪的長木板、小盤、夾子、細繩、低壓交流電小盤、夾子、細繩、低壓交流電源、導線、天平、刻度尺、砝碼、源、導線、天平、刻度尺、砝碼、薄木塊薄木塊 【實驗過程【實驗過程】一、實驗步驟一、實驗步驟1.1.稱量質量稱量質量用天平測量小盤的質量用天平測量小盤的質量m m0 0和小車的質量和小車的質量M M0 0。2.2.安裝器材安裝器材按照如圖所示裝置把實驗器材安裝好，只是不按照如圖所示裝置把實驗器材安裝好，只是不把懸掛小盤的細繩系在

3、小車上把懸掛小盤的細繩系在小車上( (即不給小車牽引力即不給小車牽引力) )。3.3.平衡摩擦力平衡摩擦力在長木板的不帶定滑輪的一端下面墊上一塊在長木板的不帶定滑輪的一端下面墊上一塊薄木塊，反復移動薄木塊的位置，直至小車在斜面上運動時可薄木塊，反復移動薄木塊的位置，直至小車在斜面上運動時可以保持勻速運動狀態(tài)。以保持勻速運動狀態(tài)。4.4.讓小車靠近打點計時器，掛上小盤和砝碼，先接通電源，再讓小車靠近打點計時器，掛上小盤和砝碼，先接通電源，再讓小車拖著紙帶在木板上勻加速下滑，打出一條紙帶。計算小讓小車拖著紙帶在木板上勻加速下滑，打出一條紙帶。計算小盤和砝碼的重力，即為小車所受的合外力，由紙帶計算出

4、小車盤和砝碼的重力，即為小車所受的合外力，由紙帶計算出小車的加速度，并把力和對應的加速度填入表的加速度，并把力和對應的加速度填入表1 1中。中。5.5.改變小盤內砝碼的個數(shù)，重復步驟改變小盤內砝碼的個數(shù)，重復步驟4 4，并多做幾次。，并多做幾次。6.6.保持小盤內的砝碼個數(shù)不變，在小車上放上砝碼改變小車的保持小盤內的砝碼個數(shù)不變，在小車上放上砝碼改變小車的質量，讓小車在木板上滑動打出紙帶。計算砝碼和小車的總質質量，讓小車在木板上滑動打出紙帶。計算砝碼和小車的總質量量M M，并由紙帶計算出小車對應的加速度，并將所對應的質量，并由紙帶計算出小車對應的加速度，并將所對應的質量和加速度填入表和加速度填

5、入表2 2中。中。7.7.改變小車上砝碼的個數(shù)，重復步驟改變小車上砝碼的個數(shù)，重復步驟6 6，并多做幾次。，并多做幾次。 表表1 1實驗次數(shù)實驗次數(shù)加速度加速度a/ma/ms s-2-2小車受力小車受力F/NF/N 1 12 23 34 4表表2 2 實驗次數(shù)實驗次數(shù)加速度加速度a/ma/ms s-2-2小車和砝碼的小車和砝碼的總質量總質量M/kgM/kg 1 12 23 34 4二、數(shù)據(jù)處理二、數(shù)據(jù)處理1.1.計算加速度計算加速度先在紙帶上標明計數(shù)點，測量各計數(shù)點間的先在紙帶上標明計數(shù)點，測量各計數(shù)點間的距離，根據(jù)逐差法計算各條紙帶對應的加速度。距離，根據(jù)逐差法計算各條紙帶對應的加速度。2.

6、2.作圖像找關系作圖像找關系根據(jù)記錄的各組對應的加速度根據(jù)記錄的各組對應的加速度a a與小車所與小車所受牽引力受牽引力F F，建立直角坐標系，描點畫，建立直角坐標系，描點畫a-Fa-F圖像，如果圖像是一圖像，如果圖像是一條過原點的傾斜直線，便證明加速度與作用力成正比。再根據(jù)條過原點的傾斜直線，便證明加速度與作用力成正比。再根據(jù)記錄的各組對應的加速度記錄的各組對應的加速度a a與小車和砝碼總質量與小車和砝碼總質量M M，建立直角坐，建立直角坐標系，描點畫標系，描點畫a- a- 圖像，如果圖像是一條過原點的傾斜直線，圖像，如果圖像是一條過原點的傾斜直線，就證明了加速度與質量成反比。就證明了加速度與

7、質量成反比。1M【誤差分析【誤差分析】1.1.因實驗原理不完善引起誤差。以小車、小盤和砝碼整體為研因實驗原理不完善引起誤差。以小車、小盤和砝碼整體為研究對象得究對象得mg=(M+m)amg=(M+m)a; ;以小車為研究對象得以小車為研究對象得F=Ma;F=Ma;求得求得本實驗用小盤和砝碼的總重力本實驗用小盤和砝碼的總重力mgmg代替小車的拉力，而實際上小代替小車的拉力，而實際上小車所受的拉力要小于小盤和砝碼的總重力。小盤和砝碼的總質車所受的拉力要小于小盤和砝碼的總重力。小盤和砝碼的總質量越小于小車的質量，由此引起的誤差就越小。因此，滿足小量越小于小車的質量，由此引起的誤差就越小。因此，滿足小

8、盤和砝碼的總質量遠小于小車的質量的目的就是減小因實驗原盤和砝碼的總質量遠小于小車的質量的目的就是減小因實驗原理不完善而引起的誤差。理不完善而引起的誤差。M1FmgmgmgmMm1M2.2.摩擦力平衡不準確造成誤差。在平衡摩擦力時，除了不掛小摩擦力平衡不準確造成誤差。在平衡摩擦力時，除了不掛小盤外，其他的均與正式實驗一樣（比如要掛好紙帶、接通打點盤外，其他的均與正式實驗一樣（比如要掛好紙帶、接通打點計時器），勻速運動的標志是打點計時器打出的紙帶上各相鄰計時器），勻速運動的標志是打點計時器打出的紙帶上各相鄰兩點間的距離相等。兩點間的距離相等。3.3.質量的測量誤差、紙帶上打點計時器打點間隔距離的測

9、量誤質量的測量誤差、紙帶上打點計時器打點間隔距離的測量誤差、細繩或紙帶不與木板平行等都會引起誤差。差、細繩或紙帶不與木板平行等都會引起誤差。【注意事項【注意事項】1.1.平衡摩擦力平衡摩擦力在平衡摩擦力時，不要把懸掛小盤的細繩系在小車上，即不要在平衡摩擦力時，不要把懸掛小盤的細繩系在小車上，即不要給小車加任何牽引力，且要讓小車拖著紙帶勻速運動。給小車加任何牽引力，且要讓小車拖著紙帶勻速運動。2.2.不重復平衡摩擦力不重復平衡摩擦力整個實驗平衡了摩擦力后，不管以后是改變小盤和砝碼的總質整個實驗平衡了摩擦力后，不管以后是改變小盤和砝碼的總質量還是改變小車和砝碼的總質量，都不需要重新平衡摩擦力。量還

10、是改變小車和砝碼的總質量，都不需要重新平衡摩擦力。3.3.實驗條件實驗條件每條紙帶都必須在滿足小車的質量遠大于小盤和砝碼的總質量每條紙帶都必須在滿足小車的質量遠大于小盤和砝碼的總質量的條件下打出。只有如此，小盤和砝碼的總重力才可視為小車的條件下打出。只有如此，小盤和砝碼的總重力才可視為小車受到的拉力。受到的拉力。4.4.一先一后一按住一先一后一按住改變拉力和小車質量后，每次開始時小車應盡量靠近打點計時改變拉力和小車質量后，每次開始時小車應盡量靠近打點計時器，并應先接通電源，再放開小車，且應在小車到達定滑輪前器，并應先接通電源，再放開小車，且應在小車到達定滑輪前按住小車。按住小車。5.5.作圖作

11、圖作圖時，兩坐標軸的比例要適當，要使盡可能多的點落在所作作圖時，兩坐標軸的比例要適當，要使盡可能多的點落在所作直線上，不在直線上的點應盡可能對稱地分布在所作直線兩側。直線上，不在直線上的點應盡可能對稱地分布在所作直線兩側?！緦嶒灨倪M【實驗改進】本實驗中可以用氣墊導軌來代替長木板本實驗中可以用氣墊導軌來代替長木板,這樣就省去了平衡摩這樣就省去了平衡摩擦力的麻煩擦力的麻煩,小車的加速度也可以利用傳感器來測量小車的加速度也可以利用傳感器來測量,借助于計借助于計算機來處理。算機來處理。 熱點熱點 1 1 實驗原理與注意事項實驗原理與注意事項 【典例【典例1 1】(2012(2012安徽高考安徽高考)

12、)圖甲為圖甲為“驗證牛頓第二定律驗證牛頓第二定律”的的實驗裝置示意圖。砂和砂桶的總質量為實驗裝置示意圖。砂和砂桶的總質量為m,m,小車和砝碼的總質量小車和砝碼的總質量為為M M。實驗中用砂和砂桶總重力的大小作為細線對小車拉力的。實驗中用砂和砂桶總重力的大小作為細線對小車拉力的大小。大小。（1 1）實驗中，為了使細線對小車的拉力等于小車所受的合外）實驗中，為了使細線對小車的拉力等于小車所受的合外力，先調節(jié)長木板一端滑輪的高度，使細線與長木板平行。接力，先調節(jié)長木板一端滑輪的高度，使細線與長木板平行。接下來還需要進行的一項操作是下來還需要進行的一項操作是( )( )A.A.將長木板水平放置，讓小車

13、連著已經(jīng)穿過打點計時器的紙帶，將長木板水平放置，讓小車連著已經(jīng)穿過打點計時器的紙帶，給打點計時器通電，調節(jié)給打點計時器通電，調節(jié)m m的大小，使小車在砂和砂桶的牽引的大小，使小車在砂和砂桶的牽引下運動，從打出的紙帶判斷小車是否做勻速運動下運動，從打出的紙帶判斷小車是否做勻速運動B.B.將長木板的一端墊起適當?shù)母叨?，讓小車連著已經(jīng)穿過打點將長木板的一端墊起適當?shù)母叨?，讓小車連著已經(jīng)穿過打點計時器的紙帶，撤去砂和砂桶，給打點計時器通電，輕推小車，計時器的紙帶，撤去砂和砂桶，給打點計時器通電，輕推小車，從打出的紙帶判斷小車是否做勻速運動從打出的紙帶判斷小車是否做勻速運動C.C.將長木板的一端墊起適當

14、的高度，撤去紙帶以及砂和砂桶，將長木板的一端墊起適當?shù)母叨?，撤去紙帶以及砂和砂桶，輕推小車，觀察判斷小車是否做勻速運動輕推小車，觀察判斷小車是否做勻速運動（2 2）實驗中要進行質量）實驗中要進行質量m m和和M M的選取，以下最合理的一組是的選取，以下最合理的一組是 ( )( )A.M=200g,m=10gA.M=200g,m=10g、15g15g、20g20g、25g25g、30g30g、40g40gB.M=200g,m=20gB.M=200g,m=20g、40g40g、60g60g、80g80g、100g100g、120g120gC.M=400g,m=10gC.M=400g,m=10g、1

15、5g15g、20g20g、25g25g、30g30g、40g40gD.M=400g,m=20gD.M=400g,m=20g、40g40g、60g60g、80g80g、100g100g、120g120g(3)(3)圖乙是實驗中得到的一條紙帶，圖乙是實驗中得到的一條紙帶，A A、B B、C C、D D、E E、F F、G G為為7 7個個相鄰的計數(shù)點，相鄰的兩個計數(shù)點之間還有四個點未畫出。量出相鄰的計數(shù)點，相鄰的兩個計數(shù)點之間還有四個點未畫出。量出相鄰的計數(shù)點之間的距離分別為相鄰的計數(shù)點之間的距離分別為:s:sABAB=4.22cm=4.22cm、s sBCBC=4.65cm=4.65cm、s s

16、CDCD=5.08cm=5.08cm、s sDEDE=5.49cm=5.49cm、s sEFEF=5.91cm=5.91cm、s sFGFG=6.34cm=6.34cm。已知打點計。已知打點計時器的工作頻率為時器的工作頻率為50Hz50Hz，則小車的加速度，則小車的加速度a=_m/sa=_m/s2 2（結果保（結果保留留2 2位有效數(shù)字）。位有效數(shù)字）?！緲藴式獯稹緲藴式獯稹浚? 1）要使細線對小車的拉力等于小車所受的合）要使細線對小車的拉力等于小車所受的合外力，應將長木板遠離定滑輪的一端墊起，使小車所受重力沿外力，應將長木板遠離定滑輪的一端墊起，使小車所受重力沿木板向下的分力與小車及紙帶所受

17、摩擦力平衡，即選項木板向下的分力與小車及紙帶所受摩擦力平衡，即選項B B正正確。確。（2 2）要使砂和砂桶的總重力的大小作為細線對小車拉力的大）要使砂和砂桶的總重力的大小作為細線對小車拉力的大小，必須使小，必須使m Mm M，只有選項，只有選項C C符合這個要求。符合這個要求。（3 3）小車的加速度為）小車的加速度為其中其中t=0.1st=0.1s，代入數(shù)據(jù)得：，代入數(shù)據(jù)得：a=0.42m/sa=0.42m/s2 2。答案答案: :（1 1）B B （2 2）C C （3 3）0.42 0.42 DEEFFGABBCCD2ssssssa9t，熱點熱點 2 2 實驗數(shù)據(jù)處理與誤差分析實驗數(shù)據(jù)處理

18、與誤差分析 【典例【典例2 2】(2013(2013新課標全國卷新課標全國卷)圖甲為測量物塊與水平桌圖甲為測量物塊與水平桌面之間動摩擦因數(shù)的實驗裝置示意圖。實驗步驟如下面之間動摩擦因數(shù)的實驗裝置示意圖。實驗步驟如下: :用天平測量物塊和遮光片的總質量用天平測量物塊和遮光片的總質量M M、重物的質量、重物的質量m;m;用游標用游標卡尺測量遮光片的寬度卡尺測量遮光片的寬度d;d;用米尺測量兩光電門之間的距離用米尺測量兩光電門之間的距離s;s;調整輕滑輪調整輕滑輪, ,使細線水平使細線水平; ;讓物塊從光電門讓物塊從光電門A A的左側由靜止釋放的左側由靜止釋放, ,用數(shù)字毫秒計分別測出用數(shù)字毫秒計分

19、別測出遮光片經(jīng)過光電門遮光片經(jīng)過光電門A A和光電門和光電門B B所用的時間所用的時間ttA A和和ttB B, ,求出加速求出加速度度a;a;多次重復步驟多次重復步驟, ,求求a a的平均值的平均值 ; ;根據(jù)上述實驗數(shù)據(jù)求出動摩擦因數(shù)根據(jù)上述實驗數(shù)據(jù)求出動摩擦因數(shù)。a回答下列問題回答下列問題: :(1)(1)測量測量d d時時, ,某次游標卡尺某次游標卡尺( (主尺的最小分度為主尺的最小分度為1mm)1mm)的示數(shù)如圖的示數(shù)如圖乙所示乙所示, ,其讀數(shù)為其讀數(shù)為cmcm。(2)(2)物塊的加速度物塊的加速度a a可用可用d d、s s、ttA A和和ttB B表示為表示為a=a= 。(3)

20、(3)動摩擦因數(shù)動摩擦因數(shù)可用可用M M、m m、 和重力加速度和重力加速度g g表示為表示為= 。(4)(4)如果細線沒有調整到水平如果細線沒有調整到水平, ,由此引起的誤差屬于由此引起的誤差屬于( (選選填填“偶然誤差偶然誤差”或或“系統(tǒng)誤差系統(tǒng)誤差”) )。a【標準解答【標準解答】(1)20(1)20分度游標卡尺的精確度為分度游標卡尺的精確度為0.05 mm0.05 mm，主尺讀，主尺讀數(shù)數(shù)0.9 cm0.9 cm，游標尺讀數(shù)，游標尺讀數(shù)=12=120.005 cm=0.060 cm0.005 cm=0.060 cm，所以游標卡，所以游標卡尺的讀數(shù)為尺的讀數(shù)為0.960 cm0.960

21、cm。(2)(2)遮光片經(jīng)過光電門遮光片經(jīng)過光電門A A和和B B的平均速度分別表示的平均速度分別表示A A、B B位置的瞬位置的瞬時速度，時速度，又由速度位移公式得：又由速度位移公式得：ABABddvvtt，2222BABAvv1dda()() 2s2stt。(3)(3)對遮光片、物塊和重物由牛頓第二定律得：對遮光片、物塊和重物由牛頓第二定律得： 即即所以所以(4)(4)如果細線沒有調整到水平，由此引起的誤差是實驗原理不如果細線沒有調整到水平，由此引起的誤差是實驗原理不完善引起的系統(tǒng)誤差。完善引起的系統(tǒng)誤差。FMgMamgFma，mgMgMm a，mgMm aMg 。答案：答案：(1)0.9

22、60 (2)(1)0.960 (2)(3) (4)(3) (4)系統(tǒng)誤差系統(tǒng)誤差22BA1dd()() 2sttmgMm aMg1.(20141.(2014福州模擬福州模擬) )在在“探究物體的加速度與力、質量的關系探究物體的加速度與力、質量的關系”的實驗中的實驗中, ,以下操作正確的是以下操作正確的是( () )A.A.平衡摩擦力時平衡摩擦力時, ,應將重物用細繩通過定滑輪系在小車上應將重物用細繩通過定滑輪系在小車上B.B.平衡摩擦力時平衡摩擦力時, ,應將紙帶連接在小車上并穿過打點計時器應將紙帶連接在小車上并穿過打點計時器C.C.連接重物和小車的細繩可以不跟長木板平行連接重物和小車的細繩可

23、以不跟長木板平行D.D.實驗時實驗時, ,應先放開小車應先放開小車, ,后接通電源后接通電源【解析【解析】選選B B。平衡摩擦力時。平衡摩擦力時, ,應將紙帶連接在小車上并穿過打應將紙帶連接在小車上并穿過打點計時器點計時器, ,使小車的重力沿斜面向下的分力與小車運動所受摩使小車的重力沿斜面向下的分力與小車運動所受摩擦力平衡擦力平衡, ,不能將重物系在小車上不能將重物系在小車上,A,A錯誤錯誤,B,B正確正確; ;連接重物和小連接重物和小車的細繩應跟長木板平行車的細繩應跟長木板平行,C,C錯誤錯誤; ;實驗時實驗時, ,應先接通電源應先接通電源, ,待打待打點穩(wěn)定后點穩(wěn)定后, ,放開小車放開小車

24、,D,D錯誤。錯誤。2.2.在在“探究加速度與力、質量的關系探究加速度與力、質量的關系”的實驗中備有下列器材：的實驗中備有下列器材：A.A.電磁打點計時器；電磁打點計時器；B.B.天平天平( (帶砝碼帶砝碼) )；C.C.秒表；秒表；D.D.低壓直流電低壓直流電源；源；E.E.紙帶和復寫紙；紙帶和復寫紙；F.F.導線；導線；G.G.細繩；細繩；H.H.小車；小車；I.I.砂和小桶；砂和小桶；J.J.一端附有滑輪的長木板；一端附有滑輪的長木板；K.K.砝碼。砝碼。（1 1）其中多余的器材是）其中多余的器材是_(_(填代號填代號) )，缺少的器材是，缺少的器材是_和和_。（2 2）在探究加速度）在

25、探究加速度a a與質量與質量m m的關系時，分別以的關系時，分別以_為縱坐為縱坐標、標、_為橫坐標作圖像，這樣就能直觀地看出其關系。為橫坐標作圖像，這樣就能直觀地看出其關系?！窘馕觥窘馕觥浚? 1）實驗的重點是在質量一定時）實驗的重點是在質量一定時, ,根據(jù)不同力作用下根據(jù)不同力作用下打出的紙帶打出的紙帶, ,求出加速度；在力一定時求出加速度；在力一定時, ,根據(jù)在不同質量條件下根據(jù)在不同質量條件下打出的紙帶打出的紙帶, ,求出加速度。故只要明確打點計時器工作原理和求出加速度。故只要明確打點計時器工作原理和實驗步驟實驗步驟, ,則可判斷多余的器材是則可判斷多余的器材是C C、D D；缺少的器材

26、是低壓交；缺少的器材是低壓交流電源和刻度尺。流電源和刻度尺。（2 2）探究加速度）探究加速度a a與質量與質量m m的關系時，以的關系時，以a a為縱坐標，以為縱坐標，以 為橫為橫坐標坐標, ,作出的圖像為經(jīng)過原點的傾斜直線，這樣很容易看出它作出的圖像為經(jīng)過原點的傾斜直線，這樣很容易看出它們的關系。們的關系。答案答案: :（1 1）C C、D D 低壓交流電源低壓交流電源 刻度尺刻度尺 （2 2）a a 1m1m3.3.甲、乙兩個同學共同做甲、乙兩個同學共同做“驗證牛頓第二定律驗證牛頓第二定律”的實驗，裝置的實驗，裝置如圖所示。如圖所示。（1 1）兩位同學用砝碼盤（連同砝碼）的重力作為小車受到

27、的）兩位同學用砝碼盤（連同砝碼）的重力作為小車受到的合力，需要平衡桌面的摩擦力對小車運動的影響，將長木板的合力，需要平衡桌面的摩擦力對小車運動的影響，將長木板的一端適當墊高，在不掛砝碼盤的情況下，輕推小車，能使小車一端適當墊高，在不掛砝碼盤的情況下，輕推小車，能使小車做做_運動。另外，還應滿足砝碼盤（連同砝碼）的質量運動。另外，還應滿足砝碼盤（連同砝碼）的質量m_m_（選填（選填“遠小于遠小于”“”“遠大于遠大于”或或“近似等于近似等于”）小車）小車的質量的質量M M。接下來，甲同學在保持小車質量不變的條件下，研究加速度與接下來，甲同學在保持小車質量不變的條件下，研究加速度與合力的關系；乙同學

28、在保持合力不變的條件下，研究小車的加合力的關系；乙同學在保持合力不變的條件下，研究小車的加速度與質量的關系。速度與質量的關系。（2 2）甲同學通過對小車所牽引紙帶的測量，就能得出小車的）甲同學通過對小車所牽引紙帶的測量，就能得出小車的加速度加速度a a。圖中是某次實驗所打出的一條紙帶，在紙帶上標出。圖中是某次實驗所打出的一條紙帶，在紙帶上標出了了5 5個計數(shù)點，在相鄰的兩個計數(shù)點之間還有個計數(shù)點，在相鄰的兩個計數(shù)點之間還有4 4個點未標出，圖個點未標出，圖中數(shù)據(jù)的單位是中數(shù)據(jù)的單位是cmcm。實驗中使用的電源是頻率實驗中使用的電源是頻率f=50Hzf=50Hz的交變電流。根據(jù)以上數(shù)據(jù)，的交變電

29、流。根據(jù)以上數(shù)據(jù)，可以算出小車的加速度可以算出小車的加速度a=_m/sa=_m/s2 2。（結果保留三位有效數(shù)。（結果保留三位有效數(shù)字）字）【解析【解析】（1 1）平衡摩擦力時，將長木板一端適當墊高，在不）平衡摩擦力時，將長木板一端適當墊高，在不掛砝碼盤的情況下，輕推小車，如果小車做勻速直線運動，表掛砝碼盤的情況下，輕推小車，如果小車做勻速直線運動，表明小車處于平衡狀態(tài)，摩擦力已經(jīng)平衡。明小車處于平衡狀態(tài)，摩擦力已經(jīng)平衡。由實驗原理由實驗原理mg=Mamg=Ma，得，得 而實際上而實際上 故只有滿故只有滿足砝碼盤（連同砝碼）的質量足砝碼盤（連同砝碼）的質量m m遠小于小車的質量遠小于小車的質量

30、M M時，時，aa近近似等于似等于a a，誤差較小。，誤差較小。（2 2）由勻變速直線運動的規(guī)律可得）由勻變速直線運動的規(guī)律可得答案：答案：（1 1）勻速直線）勻速直線 遠小于遠小于 （2 2）0.3430.343mgaM，mgaMm ，222314222ssss17.478.058.05a10 m/s0.343m/s4T4 0.1（） （）（）。4.4.為了探究受到空氣阻力時，物體運動速度隨時間的變化規(guī)律，為了探究受到空氣阻力時，物體運動速度隨時間的變化規(guī)律，某同學采用了某同學采用了“加速度與物體質量、物體受力關系加速度與物體質量、物體受力關系”的實驗裝的實驗裝置（如圖所示）。實驗時，平衡小

31、車與木板之間的摩擦力后，置（如圖所示）。實驗時，平衡小車與木板之間的摩擦力后，在小車上安裝一薄板，以增大空氣對小車運動的阻力。在小車上安裝一薄板，以增大空氣對小車運動的阻力。（1 1）往砝碼盤中加入一小砝碼，在釋放小車）往砝碼盤中加入一小砝碼，在釋放小車_（選填（選填“之前之前”或或“之后之后”）接通打點計時器的電源，在紙帶上打出）接通打點計時器的電源，在紙帶上打出一系列的點。一系列的點。（2 2）從紙帶上選取若干計數(shù)點進行測量，得出各計數(shù)點的時）從紙帶上選取若干計數(shù)點進行測量，得出各計數(shù)點的時間間t t與速度與速度v v的數(shù)據(jù)如下表：的數(shù)據(jù)如下表： 請根據(jù)實驗數(shù)據(jù)作出小車的請根據(jù)實驗數(shù)據(jù)作出

32、小車的v-tv-t圖像。圖像。 （3 3）通過對實驗結果的分析，該同學認為：隨著運動速度的）通過對實驗結果的分析，該同學認為：隨著運動速度的增加，小車所受的空氣阻力將變大，你是否同意他的觀點？請增加，小車所受的空氣阻力將變大，你是否同意他的觀點？請根據(jù)根據(jù)v-tv-t圖像簡要闡述理由。圖像簡要闡述理由。【解析【解析】（1 1）在進行本實驗時，要求釋放小車之前接通打點）在進行本實驗時，要求釋放小車之前接通打點計時器的電源。計時器的電源。（2 2）根據(jù)所給數(shù)據(jù)在所給圖像中準確描點，圖像如圖所示。）根據(jù)所給數(shù)據(jù)在所給圖像中準確描點，圖像如圖所示。（3 3）由圖像可知，速度越大時，其圖像斜率越來越小，

33、即加）由圖像可知，速度越大時，其圖像斜率越來越小，即加速度越來越小，可知小車受到的合力越小，則小車受空氣阻力速度越來越小，可知小車受到的合力越小，則小車受空氣阻力越大。越大。答案：答案：（1 1）之前）之前 （2 2）v-tv-t圖像見解析圖像見解析 （3 3）見解析）見解析5.(20135.(2013天津高考改編天津高考改編) )某實驗小組利用圖示的裝置探究加速某實驗小組利用圖示的裝置探究加速度與力、質量的關系。度與力、質量的關系。(1)(1)下列做法正確的是下列做法正確的是( () )A.A.調節(jié)滑輪的高度調節(jié)滑輪的高度, ,使牽引木塊的細繩與長木板保持平行使牽引木塊的細繩與長木板保持平行

34、B.B.在調節(jié)木板傾斜度平衡木塊受到的滑動摩擦力時在調節(jié)木板傾斜度平衡木塊受到的滑動摩擦力時, ,將裝有砝將裝有砝碼的砝碼桶通過定滑輪拴在木塊上碼的砝碼桶通過定滑輪拴在木塊上C.C.實驗時實驗時, ,先放開木塊再接通打點計時器的電源先放開木塊再接通打點計時器的電源D.D.通過增減木塊上的砝碼改變質量時通過增減木塊上的砝碼改變質量時, ,需要重新調節(jié)木板傾斜需要重新調節(jié)木板傾斜度度(2)(2)為使砝碼桶及桶內砝碼的總重力在數(shù)值上近似等于木塊運為使砝碼桶及桶內砝碼的總重力在數(shù)值上近似等于木塊運動時受到的拉力動時受到的拉力, ,應滿足的條件是砝碼桶及桶內砝碼的總質量應滿足的條件是砝碼桶及桶內砝碼的總

35、質量木塊和木塊上砝碼的總質量。木塊和木塊上砝碼的總質量。( (選填選填“遠大于遠大于”“遠小于遠小于”或或“近似等于近似等于”) )(3)(3)甲、乙兩同學在同一實驗室甲、乙兩同學在同一實驗室, ,各取一套各取一套圖示的裝置放在水平桌面上圖示的裝置放在水平桌面上, ,木塊上均不木塊上均不放砝碼放砝碼, ,在沒有平衡摩擦力的情況下在沒有平衡摩擦力的情況下, ,研究研究加速度加速度a a與拉力與拉力F F的關系的關系, ,分別得到圖中甲、分別得到圖中甲、乙兩條直線乙兩條直線, ,設甲、乙用的木塊質量分別設甲、乙用的木塊質量分別為為m m甲甲、m m乙乙, ,甲、乙用的木塊與木板間的動摩擦因數(shù)分別為甲、乙用的木塊與木板間的動摩擦因數(shù)分別為甲甲、乙乙, ,由圖可知由圖可知,m,m甲甲m