探究小车加速度与力用什么码

~ 牛顿第一定律告诉我们：

1.物体的运动不需要力来维持，力是改变物体运动状态的原因，进一步说，物体的运动状态及运动状态的改变是由它所受的力决定的，而不是因为其他因素，所以，我们要寻找描述运动状态的改变的量——加速度——与力的关系；

2.物体有保持原理运动状态的固有属性——惯性，物体运动状态改变的难易程度跟物体的质量有关，因此我们又要寻找物体的加速度与物体本身质量的关系。因为加速度同时跟力和质量都有关系，所以我们得分步骤研究它们的关系。

一、实验器材：

打点计时器，复写纸，纸带，小车（附砝码），钩码（或小桶、沙），天平，刻度尺，小车，一端附有定滑轮的长木板，夹子、细绳、低压交流电源（如是电火花计时器，则用220交流电源）、导线、天平、刻度尺，薄木块（用于长木板一端垫高）

二、实验原理图：

未平衡摩擦力的原理图



平衡摩擦力（把木板安装打点计时器的一端垫高）



实验原理：

探究加速度a与力F及质量M的关系时，应用的基本方法是控制变量法，即先控制一个参量——小车的质量M不变，探究加速度a与力F的关系；再控制另一个参量——钩码（沙和沙桶）的质量不变，即力F不变，探究加速度a与小车质量M的关系。

三、实验步骤：

1．称量质量：查看钩码的标称质量或者用天平测钩码的质量m0和小车的质量M0。

2．安装器材：按照实验原理图所示装置把实验器材安装好，只是不把悬挂钩码的细绳系在小车上(即无小车牵引力)。

3．平衡摩擦力：在长木板的不带定滑轮的一端（安装打点计时器的一端）下面垫上一块薄木块，反复移动薄木块的位置，直至小车在不挂小盘和砝码的情况下能沿木板做匀速直线运动为止。

4．测量加速度：

(1)保持小车的质量不变：把小车靠近打点计时器，安装好纸带，挂上一个钩码，先接通电源，再让小车拖着纸带在木板上匀加速下滑，打出一条纸带。计算钩码的重力，即为小车所受的合力，由纸带计算出小车的加速度，并把力和对应的加速度填入表(一)中。改变钩码的个数，并多做几次。

(2)保持钩码的个数不变：在小车上放上砝码改变小车的质量，让小车在木板上滑动打出纸带。计算砝码和小车的总质量M，并由纸带计算出小车对应的加速度，并将所对应的质量和加速度填入表(二)中。改变小车上砝码的个数，并多做几次。

表(一)

实验次数

加速度a/(m·s－2)

小车受力F/N

1

2

3

4

表(二)

实验

次数

加速度

a/(m·s－2)

小车和砝码的

总质量M/kg

小车和砝码的总质量的倒数M －1/kg－1

1

2

3

4

【数据处理】

1．计算加速度：在纸带上标明计数点，测量各计数点间的距离，根据逐差法计算各条纸带对应的加速度。

2．作图象找关系：根据记录的各组对应的加速度a与小车所受牵引力F，建立直角坐标系，描点画a -F关系图象，如果图象是一条过原点的倾斜直线，便证明加速度与作用力成正比。再根据记录的各组对应的加速度a与小车和砝码总质量M，建立直角坐标系，描点画 a -1/M;图象，如果图象是一条过原点的倾斜直线，就证明了加速度与质量成反比。

思考：

1.绳子对小车的拉力什么情况下就是合外力？

答：当小车受到的阻力被抵消掉（平衡）的时候。

平衡摩擦力：将长木板平放在实验桌上，在长木板的不带定滑轮的一端下面垫上一块薄木板，反复移动薄木板的位置，直至小车在斜面上运动时以保持匀速运动状态，这时小车受到的摩擦力(包括小车所受摩擦力和打点计时器对小车之后所拖纸带的摩擦力)恰好与小车所受的重力在斜面方向上的分力平衡。

2.绳子的拉力一定等于钩码的重力吗？

答：在钩码质量远小于小车质量时，线的拉力近似等于钩码的重力。

例题1：

某实验小组的同学在“探究加速度与物体的质量以及外力的关系”的实验中，当物体的质量一定时，分别根据实验数据画出了不同的实验图象，如图所示。则下列说法中正确的是 (　　 )



A. 形成图甲的原因是平衡摩擦力时长木板倾角过大

B. 形成图乙的原因是平衡摩擦力时长木板倾角过小

C. 形成图丙的原因是平衡摩擦力时长木板倾角过大

D. 形成图丁的原因是平衡摩擦力时长木板倾角过小

参考答案：AD

木板倾斜角过大，造成了，不用挂钩码，小车就有加速度，所以A对；未平衡摩擦力或平衡摩擦力不足时，钩码拉力小于小车受到的阻力，小车就不动，所以D是对的。

例题2：

在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，实验装置如图所示。

实验器材：

打点计时器，复写纸，纸带，小车（附砝码），钩码（或小桶、沙），天平，刻度尺，小车，一端附有定滑轮的长木板，夹子、细绳、低压交流电源（如是电火花计时器，则用220交流电源）、导线、天平、刻度尺，薄木块（用于长木板一端垫高）

---

尼勒克县17198657737： 用打点计十器探究加速度与力的关系时,需要平衡摩擦力.平衡摩擦力时 应该使小车1.挂上钩码,拖上纸带,开打点计时器2.不挂钩码,拖上纸带,开打点计时... - ？
寸胡新癀：[答案] 拖纸带——像正常做试验一样,把小车后连接纸带,并与打点计时器连接好. 答案2.不挂钩码,拖上纸带,开打点计时器 本操作的意思是要实现小车在无动力作用下,匀速运动.所以不挂钩码,而且可以通过纸带上的点的间隔看是否是匀速运动.

尼勒克县17198657737： 在“探究”加速度与力、质量的关系的实验中,小车及车中砝码的质量用M表示,盘及盘中砝码的质量用m表示, - ？
寸胡新癀： ①该实验的研究对象是小车,采用控制变量法研究.当质量一定时,研究小车的加速度和小车所受合力的关系.为消除摩擦力对实验的影响,可以把木板D的左端适当垫高,以使小车的重力沿斜面分力和摩擦力抵消,那么小车的合力就是绳子的拉...

尼勒克县17198657737： 某同学在做“探究加速度与力、质量的关系”实验中采用如图甲所示装置,小车及车中砝码的总质量用M表示,小钩码P的质量用m表示,小车的加速度可有... - ？
寸胡新癀：[答案] (1)根据牛顿第二定律得:a=mgM+m,则绳子的拉力为:F=Ma=MmgM+m=mg1+mM,当M>>m 时,认为绳对小车的拉力大小等于钩码的重力.(2)研究加速度与力的关系,保持小车及车中砝码的质量不变.由a-F图线知,当F不...

尼勒克县17198657737： 在《探究加速度与力、质量的关系》实验中,采用如图(a)所示的实验装置,小车及车中砝码的质量用M表示,塑料桶及塑料桶中砝码的质量用m表示,小车... - ？
寸胡新癀：[答案] (1)A、实验首先要平衡摩擦力,使小车受到合力就是细绳对小车的拉力,故A正确; B、平衡摩擦力的方法就是,小车与纸带相连,小车前面不挂小桶,把小车放在斜面上给小车一个初速度,看小车能否做匀速直线运动;故B错误; C、由于平衡摩擦...

尼勒克县17198657737： 在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中,采用如图1所示的实验装置,小车及车中砝码的质量用M表示,盘 - ？
寸胡新癀： (1)以整体为研究对象有mg=(m+M)a 解得a= mg m+M ,以M为研究对象有绳子的拉力F=Ma= M M+m mg,显然要有F=mg必有m+M=M,故有M>>m,即只有M>>m时才可以认为绳对小车的拉力大小等于盘和盘中砝码的重力. (2)根据牛顿第二定...

尼勒克县17198657737： 在探究加速度与力、质量的关系实验中,采用如图所示的实验装置,小车及车中砝码的质量用M表示,盘及盘中 - ？
寸胡新癀： (1)A、平衡摩擦力时,应将绳从小车上拿去,轻轻推动小车,是小车沿木板运动,通过打点计时器打出来的纸带判断小车是否匀速运动.故A错误. B、每次改变小车的质量时,小车的重力沿斜面分力和摩擦力仍能抵消,不需要重新平衡摩擦力.故B...

尼勒克县17198657737： 某同学在实验室用如图甲所示的装置进行“探究加速度与力、质量的关系”的实验,小车及车中钩码的质量用M - ？
寸胡新癀： (1)平衡掉摩擦力后小车受到的合外力为零,故目的是让小车做匀速直线运动. (2)假设小车的加速度为a,拉力为F,以整体为研究对象有mg=(m+M)a 解得a= mg m+M 以M为研究对象有绳子的拉力F=Ma= M m+M mg 显然要有F=mg必有m+M=M,故有M>>m,即只有M>>m时才可以认为绳对小车的拉力大小等于盘和盘中砝码的重力. 在控制M不变时可以探究加速度与合力的关系. (3)由图象可知,当小车有拉力时,仍然没有产生了加速度,故在操作过程中没有平衡摩擦力或者平衡摩擦力不够.故答案为:没有平衡摩擦力或者平衡摩擦力不够. 故答案为:(1)匀速直线运动 (2)m(3)没有平衡摩擦力或者平衡摩擦力不够.

尼勒克县17198657737： 如图1为研究加速度和力的关系的实验装置.(1)在本实验中,用钩码所受的重力大小当做小车所受的 - -----, - ？
寸胡新癀： (1)探究加速度与力的关系,应保持小车的质量不变,用钩码所受的重力作为小车所受的合力.用DIS系统测小车的加速度.在改变所挂钩码的数量,多次重复测量中,不需要同时在小车上加减砝码.(2)根据在某次实验中测得的多组数据可画出a-F...

尼勒克县17198657737： (1)探究小车加速度与合力、质量关系的实验装置如图甲所示:①若要探究小车的加速度与合力的关系,应保 - ？
寸胡新癀： ①若要探究小车的加速度与合力的关系,应保持小车质量不变,分别改变施加在小车上的拉力F,测出相对应的加速度a. ②把带有滑轮的长木板右端垫高,在没有牵引的情况下让小车拖着纸带以一定的初速度沿木板运动,打点计时器在纸带上打...

尼勒克县17198657737： (1)用如图甲所示装置做“探究物体的加速度跟力的关系”的实验.实验时保持小车的质量不变,用钩码所受 - ？
寸胡新癀： (1)①实验时先不挂钩码,反复调整垫木的左右位置,直到小车做匀速直线运动,这样做的目的是平衡小车受到的摩擦力.②计数点间的时间间隔t=0.02s*5=0.1s,小车的加速度a====≈100cm/s2=1.0m/s2;③实验过程中,如果所挂钩码质量过大,...