1、第四章 力与运动 第三节 探究物体运动与受力的关系 课前自主预习 1加速度与物体的 、 之间有关系，要同时确定它们之间的 关系，一般采用 ，即先保持 测量另外两个量之间的关系。 2在“探究加速度与物体所受合力的关系”试验中，小车的运动是 ，实 验中通过改变 来改变小车所受的合力，加速度的方向与小车 相 同。 3在“探究物体加速度与物体质量的关系”试验中，设斜面与桌面的夹角为 ，小车质量为 M，忽略小车与斜面的摩擦，小车所受合外力为 ，增大小车的质量，可以通过 来实现保持合外力的大小不变，若小车与斜面之间有摩擦，且摩擦力为 f，则小车所受的 合外力为 4在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，
2、下列说法正确的是（ ） A滑块所受的拉力一定等于砝码的重力 B要将砝码的重力近似看作滑块所受的拉力， 滑块的加速度不应太大 C实验中为了尽量减小误差，应使滑块的质量远大于砝码的质量 D实验中为了减小误差，应使滑块的加速度尽量大些 5对于质量相等的甲、乙两个物体来说，下面哪个说法正确的是 （ ） A乙的加速度大，说明乙 受到的合外力大 B乙物体的速度比甲物体的大，说明乙物体受到的合外力大 C由于乙物体的速度比甲物体的大，所以乙物体的加速度要比甲物体的大， D如果甲、乙两个物体受力方向相同，那么它们的运动方向一定相同 【课前自主预习】参考答案： 1 受力情况、物体的质量、控制变量法、一个量不变 2
3、匀变速直线运动、斜面的倾角、所受合外力的方向 3 、减小斜面的倾角、gsinMfMgsin 4答案：BC，解析：滑块所受的拉力近似等于砝码的重力，但是由于砝码也有加速度， 所以绳子的拉力比砝码的重力小一点，A 错；要将砝码的重力近似看作滑块所受的拉力， 砝码的质量要尽可能小，而且加速度不能太大，故 滑块的加速度不应太大，且滑块的质量 远大于砝码的质量，B、C 正确；D 错。 5答案：A；解析：根据实验结果，在质量一定的情况下，加速度与合外力成正比，故 A 正确；速度与外力无因果关系，B 错；速度大，加速度不一定大，故 C 错；两物体受力方 向相同，即加速度方向相同，而速度方向不一定相同，故 D
4、 错。 课堂互动探究 知识点 1 ：探究加速度与力的定量关系 新知探究 1实验的基本思路：保持物体的质量不变，测量物体在受到不同力时的加速度，分析加速 度与力的关系 2探究实验装置： 如图所示，气垫导轨是一种摩擦力很小的实验装置，它利用从导轨表面小孔喷出的压 缩空气，在滑块与导轨之间形成很薄的空气膜，将滑块从导轨面上托起，使滑块与导轨不 直接接触，滑块在滑动时只受空气层间的内摩擦力和周围空气的微弱影响，这样就极大地 减少了力学实验中难于克服的摩擦力的影响，滑块的运动可以近似看成无摩擦运动，使实 验结果的精确度大为提高。 光 电 门 (photogate)是 一 个 象 门 样 的 装 置 ，
5、一 边 安 装 发 光 装 置 ， 一 边 安 装 接 收 装 置 并 与 计 时 装 置 连 接 。 当 物 体 通 过 光 电 门 时 光 被 挡 住 ， 计 时 器 开 始 计 时 ， 当 物 体 离 开 时 停 止 计 时 ， 这 样 就 可 以 根 据 物 体 大 小 与 运 动 时 间 计 算 物 体 运 动 的 速 度 ； 若 计 时 装 置 具 备 运 算 功 能 ， 使 用 随 机 配 置 的 挡 光 片 （ 宽 度 一 定 ） ， 可 以 直 接 测 量 物 体 的 瞬 时 速 度 。 用 挡 光 板 的 宽 度 d 除 以 挡 光 的 时 间 间 隔 t 即 可 得 到
6、滑 块 通 过 光 电 门 的 速 度 ， 即 。tdv 3实验与探究过程 让滑块在砝码拉力作用下做加速运动，记录下滑块通过光电门的速度 、 、砝1v2 码的质量 m、两光电门间的距离 s。 保持滑块质量不变，增加（或减少）砝码的数量来改变拉力的大小，砝码的重力近 似等于滑块所受的拉力，重复实验 5 次。 用公式_计算出滑块的加速度 数据分析：设计实验表格，将滑块质量不变时的实验数据记入表格并作出 aF 关 系图象。下表是某同学的测量数据，请计算滑块所受拉力大小的近似值 F 和滑块加速度的 计算值 a，并填入表格中（小数点后保留二位有效数据，g 取 10 ms-2） 。 实验次数 砝码盘和 砝
7、码的质 量 m/g 滑块所受 拉力大小 的近似值 F/N 滑块通过光 电门 1 的速 度 v1/(ms-1) 滑块通过光 电门 2 的速 度 v2/(ms-1) 两光电门 间的距离 s/m 滑块加速 度的计算 值 a/(ms-2) 1 50 0.387 0.806 1.0 2 100 0.548 1.140 1.0 3 150 0.671 1.396 1.0 4 200 0.775 1.612 1.0 5 250 0.866 1.803 1.0 图 4-3-1 图 4-3-2 图 4-3-3 a/ms-2 F/N 在上面坐标图中的坐标中轴上表上适当的刻度，并把上表的数据在坐标图中描点， 并把各
8、点用平滑的曲线连起来。 结论：利用实验数据作出 aF 关系图象得到：当质量一定的时候，aF 关系图 象是过原点的 ，说明了在滑块质量不变时，加速度 a 与合力 F 成 。 答案： asv212 实验次数 砝码盘和 砝码的质 量 m/g 滑块所受 拉力大小 的近似值 F/N 滑块通过光 电门 1 的速 度 v1/(ms-1) 滑块通过光 电门 2 的速 度 v2/(ms-1) 两光电门 间的距离 s/m 滑块加速 度的计算 值 a/(ms-2) 1 50 0.50 0.387 0.806 1.0 0.25 2 100 1.00 0.548 1.140 1.0 0.50 3 150 1.50 0.
9、671 1.396 1.0 0.75 4 200 2.00 0.775 1.612 1.0 1.00 5 250 2.50 0.866 1.803 1.0 1.25 一条直线 正比 重点归纳 1砝码受到的重力不等于滑块受到的拉力。通过对砝码进行受力分析可知，如果两者 相等，砝码所受的合力将为零，下落过程应该是匀速直线运动，这显然与事实不符。加速 度越大，即砝码的合力越大，砝码所受拉力与重力相差越大。要将砝码的重力近似看作是 滑块所受的拉力，实验过程中物体的加速度应较小，即砝码的质量应远小于滑块的质量。 3结论：保持物体的质量不变，物体加速度与所受的合外力成正比。 例 1在质量一定，研究加速度与
10、力的关系时，某同学根据精确的测量，记录数据如下表： F/N 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 a/ms2 0.10 0.20 0.28 0.40 0.52 （1）根据表中的数据在所示坐标系中作出 aF 图象 （2）图象斜率的物理意义是_ （3）图线不过原点的原因可能是_ 答案： （1）作出的 aF 图象如答图 4-3-2 所示 （2）质量的倒数 1/m （3）未平衡摩擦力或平衡摩擦力不 够完全； 由 aF 图象可知，当力 Fm 时，才可以认为绳对小车的拉力大小等于盘中砝码的重力 （2）因由实验画的 a-M 图象是一条曲线，难以判定它所对应的函数式，从而难以确 定 a 与 M 的
11、定量关系 所以在实验中应作 图象而不是 a-M 图象来分析实验结果a1 （3）图（a）甲同学根据测量数据作出的 a-F 图线没有过原点，图象交于 F 轴上一点， 说明没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不够 （4）乙、丙同学用同一装置做实验，画出了各自得到的 a-F 图线，两图象的斜率不同， 说明两个同学做实验时的小车及车上砝码的总质量不同 答案：（1）M m （2） （3）没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不够 （4）两M1 小车及车上的砝码的总质量不同 图 4-3-9 触类旁通 3某学习小组的同学在用打点计时器探究物体的加速度与物体的质量之间的关系实验 中，不改变拉力，只改变物体的质量，得到了如下表所示的几
12、组数据，其中第 3 组数据还 未算出加速度，但对应该组已打出了纸带，如图 3-4-11（长度单位： cm） ，图中各点为每 5 个打点选出的计数点（两计数点间还有 4 个打点未标出） 实验次数 1 2 3 4 5 6 小车质量（g） 200 300 400 500 600 700 小车加速度 （ m/s2） 2.00 1.33 0.79 0.67 0.40 小车质量的倒数 （kg -1） 5.00 3.33 2.50 2.00 1.67 1.00 （1）请由纸带上的数据，计算出缺少的加速 度值并填入表中（小数点后保留两位数） （2）请在图 3-4-12 中建立合适的坐标，将表中各组数据用小黑点
13、描在坐标纸上，并作出 平滑的图线 （3）由图象得出的结论是：_ 解析：物体的加速度可以由纸带利用逐差法求得为了便于研究 a 与 M 之间的关系，可以 作出 图象，图象为直线说明物体在拉力一定时加速度与质量成反比Ma1 （1）a 的计算利用逐差法 图 4-3-11 图 4-3-12 2222m/s9.0/s10.3689)()( ()TxxxTxaOCF BCAOEFDEFOAC （2）描点绘图，如答图 4-3-5 所示 （3）由图象知 图象是一条直线，即在拉力一定时，物体的加速度与质量成反比Ma1 答案：（1）0.99 （2）如图 4-4-6 所示 （3）在拉力一定时，物体的加速度与质量成反比
14、（与质量的倒数成正比） 例 4 某同学设计了一个探究加速度 a 与物体所受合力 F 及质量 m 关系的实验，如 图 4313 所示，图甲为实验装置简图(交流电的频率为 50 Hz) (1)图 4313 乙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 _m/s2(保留两位有效数字 ) 答图 4-3-5 图 4-3-13 (2)保持砂和沙桶质量不变，改变小车质量 m，分别得到小车加速度 a 与质量 m 及对应 的 ，数据如下表： 1m 请在如图 4314 甲所示的方格坐标纸中画出 a- 图线，并依据图线求出小车加速度 1m a 与质量倒数 之间的关系式是 _ 1m (3)保持小车质量不变
15、，改变砂和沙桶质量，该同学根据实验数据作出了加速度 a 随合 力 F 的变化图线，如图 4314 乙所示该图线不通过原点，请你分析其主要原因是 _ 解析：(1)在连续相等的时间间隔内，从纸带上可得到四段位移的大小，可以选用逐 差法计算加速度 由纸带上的数据可知：x 16.19 cm，x 26.70 cm，x 37.21 cm，x 47.72 cm. 电火花计时器的打点周期为：T s0.02 s， 1f 150 用逐差法计算加速度为 a1 3.19m/s2，a2 3.19 m/s2，所以213Tx24Tx a (a1a 2) 3.19 m/s2. 12 实 验 次 数 物 理 量 1 2 3 4
16、 5 6 7 8 小 车 加 速 度 a/(ms 2) 1.90 1.72 1.49 1.25 1.0 0.75 0.50 0.30 小 车 质 量 m/kg 0.25 0.29 0.3 0.40 0.50 0.71 1.0 1.67 1m/kg 1 4.0 3.45 3.03 2.50 2.0 1.41 1.0 0.60 图 4-3-14 (2)根据题目提供的小车加速度 a 与质量 m 对应的倒数 的有关数据，可在坐标纸中 1m 描出 8 个对应点，用一条直线“连接”各点， 使尽量多的点落在直线上，不在直线上的点 大致均匀分布在直线的两侧，得到的 a 图 1m 线如答图 436 所示，由图可
17、得 a . 12m (3)由图可分析，当加速度 a 为零时，此 时的拉力 F 并不为零，说明实验前没有平衡摩擦力或者平衡摩擦力不充分如题图 4313 甲中，木板右端应该适当垫高 答案： (1)3.19 (2) a (3)实验前没有平衡摩擦力或者平衡摩擦力不充分 12m 说明：(1)利用纸带求小车的加速度时，一般用逐差法 (2)用图像分析 a 与 m 的关系时，横轴应用小车质量的倒数 ，这样图像为一过原点的 1m 直线 (3)如果忘记平衡摩擦力，或木板倾角过大，a-F 图像均不过原点 触类旁通 4为了探究受到空气阻力时，物体运动速度随时间的变化规律，某同学采用了“加速 度与物体质量、物体受力关系
18、”的实验装置(如图 4-3-15 所示)实验时，平衡小车与木板 之间的摩擦力后，在小车上安装一薄板，以增大空气对小车运动的阻力 (1)往砝码盘中加入一小砝码，在释放小车_( 选填“之前”或“之后”)接通打 点计时器的电源，在纸带上打出一系列的点 (2)从纸带上选取若干计数点进行测量，得出各计数点的时间 t 与速度 v 的数据如下表： 时间 t/s 0 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50 答图 4-3-6 图 4-3-15 速度 v/ms1 0.12 0.19 0.23 0.26 0.28 0.29 请根据实验数据作出小车的 v-t 图像 (3)通过对实验结果的分析，该同学认为：随
19、着运动速度的增加，小车所受的空气阻力 将变大你是否同意他的观点？请根据 v-t 图像简要阐述理由 解析：本题主要考查基本仪器的使用和实验数据的处理，意在考查考生的探究能力和 运用图像法处理数据的能力 (1)打点计时器的使用是先接通电源，再松开纸带，所以应在释放小车之前接通打点计 时器 (2)根据 t 轴上的比例标度取每一大格为 0.5 s；根据速度 v 的数据，v 轴上的比例标度 取每一大格为 0.05 m/s；然后描点、光滑连线，得到一条斜率越来越小的曲线 (3)因为斜率表示小车加速度的大小，斜率越来越小，说明小车的加速度越来越小，根 据牛顿第二定律得出小车所受的阻力越来越大，因此同意该同学
20、的观点 答案：(1)之前 (2)( 见下图) (3)同意在 v-t 图像中，速度越大时，加速度越小，小车受到的合力越小，则小车受 空气阻力越大 图 4-3-16 答图 4-3-7 随堂练习 1（单选）物体所受的合外力逐渐减少，则下面说法不正确的是（ ） A物体的速度一定逐渐减少 B物体的速度可能逐渐增大 C物体的速度可能减少 D物体的加速度一定逐渐减少 解析：加速度与合外力成正比，合外力减小，加速度一定减小，D正确；加速度方向 可能与速度方向同向或反向，所以速度可能增大也可能减小，B、C 正确。 答案：A 2 （单选）在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，下列做法和理由正确的是( ) A实
21、验中所用电源为低压直流电源 B可以将装有砂子的小桶代替钩码，这样会使实验更加方便 C实验结果不用 a-m 图像，而用 a- 图像，是为了便于根据图像直观地作出判断 1m D改变小车质量时，要重新平衡摩擦力 解析：打点计时器要用交流电源；用沙桶代替钩码，是因为可以连续改变拉力的大小， 但并不是由于更加方便；从本实验中平衡摩擦力来看，改变小车质量时，并不用重新平衡 摩擦力故 C 正确 答案：C 3如图 4-3-17 所示，是某次利用气垫导轨探究加速度与力、质量关系的实验装置安 装完毕后的示意图，图中 A 为沙桶和砂，B 为定滑轮，C 为滑块及上面添加的砝码，D 为 纸带，E 为电火花计时器，F 为
22、蓄电池，电压为 6 V，G 是电键，请指出图中的三处错误： (1)_； (2)_； (3)_ 解析：(1)由定滑轮 B 接滑块的细线应水平( 或与导轨平行)； (2)C 滑块离计时器太远； (3)E 电火花计时器用的是 220 V 的交流电，不能接直流电 答案：见解析 4用如图 4-3-18 所示的装置探究在作用力 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 图 4-3-17 图 4-3-18 验步骤如下： A用天平称出小车和小桶及内部所装砂子的质量； B按图装好实验器材； C把轻绳系在小车上并绕过定滑轮悬挂砂桶； D将电磁打点计时器接在 6 V 电压的蓄电池上，接
23、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； E保持小桶及其中砂子的质量不变，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； F分析每条纸带，测量并计算出加速度的值； G作 a-M 关系图像，并由图像确定 a-M 关系 (1)该同学漏掉的重要实验步骤是_，该步骤应排在 _步实验之后 (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：实验中把小桶及其中砂子的重力看作与小车所受拉力大小相等，没有考虑摩擦 力，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
24、 V 以下交流电压的学生电源上，作 a-M 关系图像得到的是双曲线，很难作出正确的判断， 必须“化曲为直 ”，改作 a- 关系图像 1M 答案：(1)平衡摩擦力 B (2)D 6 V 电压的蓄电池 6 V 以下交流电压的学生电源 (3)G a-M 关系图像 a- 关系图像 1M 课后巩固与提升 一单项选择题(本题共 4 小题，在每小题给出的四个选项中，只有一个选项符合题目要求) 1在研究加速度与物体的受力、质量之间的关系的试验中，符合实际的是（ ） A同时改变小车的质量 m 及受到的拉力 F，得出加速度、力、质量三者的关系 B保持小车的质量不变，只改变小车拉力，就得出加速度、力、质量三者间的关
25、系 C保持小车的受力不变，只改变小车质量，就得出加速度、力、质量三者间的关系 D先保持小车质量不变，研究加速度与力的关系；再保持力不变，研究加速度与质 量的关系；最后得到加速度、力、质量三者间的关系 解析：研究加速度与物体的受力、质量之间的关系的试验中，采取的是控制变量法， 即先保持一个质量不变，研究加速度与合外力的关系；再保持合外力力不变，研究加速度 与质量的关系。 答案：D 2 （单选）为了更直观地反映物体的加速度 a 与物体质量 m 的关系，往往用两者的关 系图像表示出来，该关系图像应选用（ ） Aa-m 图像 Bm-a 图像 Ca- 图像 D a 图像11 解析：在作用力相同的情况下，
26、质量越大，速度变化越慢（加速度越小） ，两者可能成 反比，则用 a- 图像更容易判断。m1 答案：C 3(单选) 如果物体的 a 图 象为通过原点的一条直线，则说明 ( ) 1m A物体的加速度 a 与质量 m 成正比 B物体的加速度 a 与质量 m 成反比 C物体的质量 m 与加速度 a 成反比 D物体的质量 m 与加速度 a 成正比 解析：a 为过原点的直线，则 a 与 成正比，即 a 与 m 与反比，A 错，B 对；物体 1m 1m 的质量是由物体本身决定的，C 、D 错。 答案：B 4一物体在几个力的作用下处于平衡状态，若使其中一个向东的力逐渐减小，直至为 零，则在此过程中物体的加速度
27、( ) A方向一定向东，且逐渐增大 B方向一定向西，且逐渐增大 C方向一定向西，且逐渐减小 D方向一定向东，且逐渐减小 解析：物体加速度的方向一定和物体所受合外力的方向一致，对于确定的物体，其加 速度的大小取决于物体所受合外力的大小，物体加速度的变化情况，也取决于合外力的变 化情况，因此，本题关键是要搞清合外力的方向与大小变化的情况由于初始物体处于平 衡状态，因此物体所受其他几个力的合力，一定和向东的力大小相等、方向相反，所以， 向东的力逐渐减小时，其他所有力的合力一定向西，物体加速度的方向也一定向西，且物 体运动的加速度逐渐增大，故选 B. 答案：B 二双项选择题(本题共 5 小题，在每小题
28、给出的四个选项中，均有两个选项符合题目要求) 5在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，关于平衡摩擦力的说法中正确的( ) A “平衡摩擦力”的本质就是想法让小车受到的摩擦力为零 B “平衡摩擦力”的本质就是使小车所受的重力的下滑分力与所受到的摩擦阻力相平衡 C “平衡摩擦力”的目的就是要使小车所受的合力等于所挂钩码通过细绳对小车施加的 拉力 D “平衡摩擦力”时应在钩码通过细绳和滑轮而拉动小车运动过程中进行调整 解析：在小车的运动过程中受到的摩擦阻力是永恒存在、无法使之为零的，故 A 选项 错误平衡摩擦力的实质就是让小车轨道具有合适的倾角而成为一个斜面，从而使小车所 受的重力的下滑分力“m
29、g sin”与摩擦阻力 Ff 相平衡，进而使小车所受的合力就等于所挂的 钩码通过细绳和滑轮对小车施加的拉力，故 B、C 两选项正确平衡摩擦力时必须在不挂 钩码时，让小车拖动纸带自由运动时进行调整(即调整轨道斜面倾角) ，直至所打出的纸带 上的点迹间距均匀分布为止故 D 选项错误 答案：BC 6在光滑的水平面上做直线运动的物体，当它所受的合外力逐渐减小而方向不变时， 物体的( ) A加速度越来越大，速度越来越大 B加速度越来越小，速度越来越小 C加速度越来越大，速度越来越小 D加速度越来越小，速度越来越大 解析：加速度与合外力成正比，合外力减小，加速度一定减小，A、C 错；物体原来 可能在加速或
30、减速，即加速度方向可能与速度方向同向或反向，所以速度可能增大也可能 减小，B 、D 对。 答案：BD 7在用实验探究加速度和力、质量的关系时，下列关于实验的思路和数据分析，正 确的是( ) A实验的基本思想是：保持物体的加速度不变， 测量质量不同的物体所受的合外力， 分析质量与力的关系 B实验的基本思想是：保持物体所受的力相同，测量质量不同的物体在该力作用 下 的加速度，分析加速度与质量的关系 C在处理实验数据时，以 a 为纵坐标，F 为横坐标，根据数据在坐标系中描点，若 这些点在一条过原点的直线上，说 明 a 与 F 成正比 D在处理实验数据时，以 a 为纵坐标，m 为横坐 标，根据数据在坐
31、标系中描点，若 这些点在一条过原点的直线上，说明 a 与 m 成正比 解析：保持物体的质量不变，探究加速度与力的关系，a 与 F 成正比，A 错，C 对； 保持物体受力相同，探究加速度与质量的关系，a 与 m 成反比，B 对，D 错； 答案：BC 8在利用打点计时器和小车做探究加速度与力、质量的关系的实验时，下列说法中正 确的是( ) A平衡摩擦力时，应将砝码盘通过定滑轮拴在小车上 B连接砝码盘和小车的细绳应跟长木板保持平行 C平衡摩擦力后，长木板的位置可以移动 D小车释放前应靠近打点计时器，且应先接电源再释放小车 解析：平衡摩擦力时，不能把砝码盘通过定滑轮拴在小车上，应该让小车自己连着纸 带
32、，在木板上大致做匀速运动时即满足要求 答案：BD 9如图 4319 所示是某些同学根据实验数据画出的图像，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 解析：图甲：当 F0 时，小车就有了加速度，可见是长木板倾角过大图乙：当 0 时，小车质量很大，这时一开始小车的加速度不为零，说明使小车下滑的力已大于最 1m 大静摩擦力，也是长木板倾角过大同理图丙、丁都是因为长木板倾角过小，故 A、D 正 确 答案：AD 三非选择题（根据题目要求作
33、答） 10某同学做“探究加速度与力、加速度与质量的关系”的实验时，画出了 a-F 的三条 图 4-3-19 斜率不同的直线，这三条直线表示实验中的 不同。 解析：aF 图像中，斜率的倒数就是质量，所以斜率不同也即质量不同。 答案：质量 11现在要验证“当质量一定时，物体的加速度与它所受到的合外力成正比”这一物理 规律。给定的器材如下：一个倾角可以调节的长斜面、小车、计时器、毫米刻度尺。 （1）填入适当的公式或文字，完善一下实验步骤（不考虑摩擦力的影响）： a小车自斜面上方一固定点从静止开始下滑至下面低端，记录下所用时间 t。 b 用毫米刻度尺测量出下滑的距离 x，则小车的加速度 a= 。 c用
34、毫米刻度尺测量出下滑的高度差 h。设小车所受的重力为 mg，则小车所受到的 合外力 F= . d改变 ，重复上述实验。 e以 h 为横坐标， 为纵坐标，根据实验数据作图，如能得到一条过坐标原点的倾2t1 斜直线，则可以验证“ 质量一定时，物体运动的加速度和物体所受到的合外力成正比”这一 规律。 （2）在探究如何消除上述试验中摩擦力影响的过程中，某同学设计的方案是： a调节斜面的倾角，使小车能从斜面上匀速下滑，测量此时的高度差 。0h b进行（1）中的各项测量。 c计算时用 h- 代替0h 对此方案有如下几种评论意见 A.方案正确可行 B.方案的 理论依据正确，但利用所给的器材无法确定小车在斜面
35、上是否做匀速运动 C.方案的理论依据有问题，小车所受到的摩擦力与斜面的倾角有关。 其中合理的意见是 。 解析：小车在斜面上做初速度为零的匀变速直线运动。由位移公式 可得加21xat 速度为 。由于不考虑摩擦力影响，所以小车的合外力 F=mgsin .2xta mgh 答案：（1）b. ;c. ；d.斜面倾角 ；（2）C2txmgh 12在“探究加速度与力、质量的关系”时，某小组设计双车位移比较法来探究加速度 与力的关系实验装置如图 4-3-20 所示，将轨道分上下双层排列，两小车后的刹车线穿过 尾端固定板，由安装在后面的刹车系统同时进行控制(未画出刹车系统) 通过改变砝码盘 中的砝码来改变拉力
36、大小 (1)通过比较两小车的位移来比较两小车的加速度大小，是因为位移与加速度的关系式 为_ (2)已知两车质量均为 200 g，实验数据如下表所示： 实验次数 小车 拉力 F/N 位移 x/cm 拉力比 F 甲 位移比 x 甲 x 乙 图 4-3-20 F 乙 甲 0.1 22.3 1 乙 0.2 43.5 0.50 0.51 甲 0.2 29.0 2 乙 0.3 43.0 0.67 0.67 甲 0.3 41.0 3 乙 0.4 55.4 0.75 0.74 分析表中数据可得到结论：_ _. (3)该装置中的刹车系统的作用是_ _. (4)为了减小实验的系统误差，你认为还可以进行哪些方面的改进？( 只需提出一个建议 即可) _ _. 解析：(1)位移与加速度的关系式为 x at2. 12 (2)由于本实验的刹车系统保证了两车运动的时间相同，故加速度 a 与位移 x 成正 比由表中数据可以看出，在实验误差允许的范围内，当小车的质量保持不变时，位移 x 与 F 成正比，故有 a 与 F 成正比 (3)控制两车同时运动和同时停止 (4)调整两木板的倾角，平衡好摩擦力，满足盘和盘中砝码的总质量远小于小车的质 量 答案：见解析
