加速度力质量实验装置

Ⅰ 为了探究“加速度与力、质量的关系”，可以用如图所示的实验装置．（1）为了补偿打点计时器对小车的阻力

（1）为了使盘和盘中重物的总重G充当小车运动的合外力，要先平衡摩擦力，即移动木块来调节木板的倾斜程度，使小车在不受牵引时，能拖着纸带沿木板做匀速直线运动；
实验中还要注意，为了减小误差，与小车相连接的牵引细绳与斜面保持平行；
（2）在牵引绳的拉力作用下，小车从静止开始做匀加速直线运动，测出盘和盘中重物的总重为G，则小车匀加速运动时受到的拉力F≈G，
测出小车运动的位移x和发生这段位移的时间t，根据x=

1

2

at²得：a=

2x

t2

，据此可以计算出小车的加速度；
故答案为：（1）匀速直线，平行；（2）G，

2x

t2

．

Ⅱ “探究加速度与物体质量、物体受力的关系”的实验装置如图甲所示．（1）在平衡小车与桌面之间摩擦力的过

①由题意可知：△x=aT²，
a＝

△x

T2

＝

(3.68?3.52)×10?2

0．12

＝0.16m/s²
说明平衡时垫的过高，为平衡摩擦力还应适当减小木板与桌面的夹角，直至打点均匀为止．
（2）作出a-F的关系图象如图所示．

只有当小车的总质量M远远大于砝码砝盘总质量m时，才能认为绳子的拉力等于小车受到的合外力，所以为了让这个实验的系统误差尽可能小，要满足小车的总质量M远远大于砝码砝盘总质量m
（3）a-F图线，不通过原点的主要原因是未放入砝码时，小车已有加速度，可以判断未计入砝码盘的重力．
故答案为：（1）0.16；（2）作出a-F的关系图象如图所示．小车的总质量M远远大于砝码砝盘总质量m；（3）未计入砝码盘的重力．

Ⅲ 验证加速度与力质量的关系实验装置为什么不能用来验证机械能守恒定律

能用来验证机械能守恒定律如下：

主要是因为误差的存在。具体的说一般的加速度与质量的关系实验装置存在小车与木板间的摩擦，和纸带与打点计时器之间的摩擦以及空气阻力，平衡摩擦阻力并不能减少实验误差。

因为即使平衡了摩擦力，摩擦力依然存在，系统机械能必然要损失，所以对实验结果肯定有影响。就是因为这种误差的存在，一般不会用于机械能守恒定律，所以在教材中验证机械能守恒定律所用的装置就是让重物做自由落体运动。

能量守恒的特点：

不同形式的能量之间可以通过物理效应或化学反应而相互转化。对应于物质的各种运动形式，能量有各种不同的形式。在机械运动中表现为物体或体系整体的机械能，如动能、势能等。在热现象中表现为系统的内能，它是系统内各分子无规运动的动能、分子间相互作用的势能、原子和原子核内的能量的总和，但不包括系统整体运动的机械能。

对于热运动的内能（旧称热能），人们是通过它与机械能的相互转换而认识的（见热力学第一定律）。各种场也具有能量。

Ⅳ “探究加速度与物体质量、物体受力的关系”的实验装置如图（1）所示. （1）在平衡小车与桌面之间摩擦力

（1）0.16m/s2（4分）；（2）C（4分） Ⅳ 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与方案．本实验的特点是通过黑板擦控制 在“探究加速度与力、质量的关系”实验中，本实验的特点是通过黑板擦控制两小车的起动与内停止，容即两小车同时启动，同时停止，所用时间完全相同，故不用测量小车运动的时间．将测量两车的加速度转换为测量两车的位移，即该实验需要测量两者的位移，在初速度为零的匀变速直线运动中有位移s＝ 1 2 at2，若运动时间相等，则位移与加速度成正比．小车1、2的加速度之比 a1 a2 ＝ s1 s2 ；要达到实验目的，还需测量的物理量是两组砝码和盘的总重量（质量）．此题问实验中不需要测量的物理量即小车运动的时间，故选项A正确，选项B、C、D错误． 故选A． Ⅵ 某同学做“探究加速度与力、质量关系”的实验．如图甲所示是该同学探究小车加速度与力的关系的实验装置， （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，可以把木板的右端适当垫高，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力． 根据牛顿第二定律得： 对m：mg-F拉=ma 对M：F拉=Ma 解得：F拉= mMg m+M 当m＜＜M时，即当重物重力要远小于小车的重力，绳子的拉力近似等于重物的总重力． （2）游标卡尺的主尺读数为10mm，游标读数为0.05×10mm=0.50mm， 所以最终读数为：10mm+0.50mm=10.50mm=1.050cm； ②数字计时器记录通过光电门的时间，由位移公式计算出物体通过光电门的平均速度， 用该平均速度代替物体的瞬时速度，故在遮光条经过光电门时滑块的瞬间速度为：v= d △t ． （3）由题意可知，该实验中保持小车质量M不变，因此有：v2=2as= 2mg M s， 由题意可知，M、s不变，因v2-m图象为过原点的直线，则说明加速度与合外力成正比． （4）v2-m线性图象不通过坐标原点，开始当小车挂上重物时，加速度却为零，线性图象不通过坐标原点，故导致图象不过原点的原因是木板倾角偏小．即说明操作过程中没有平衡摩擦力或者平衡摩擦力不足，采取的方法是将不带滑轮的木板一端适当垫高，在不挂钩码的情况下使小车恰好做匀速运动．故C正确． 故选：C 故答案为：（1）m＜＜M；（2）1.050， d △t ；（3）加速度与合外力成正比；（4）C． Ⅶ “探究加速度与力、质量的关系”的实验装置如图甲所示．（1）在平衡小车与桌面之间摩擦力的过程中，打出 （1）由△x=aT2，有： a= x23?x12 T2 = (3.68?3.52)×10?2 0．12 =0.16m/s2 （2）①根据表中数据，在表格中作出画出a-F图象如图所示专．

1

2

；
由题意可知，5个相同的砝码的质量为0.25kg，砝码盘质量m₀=0.05kg；
因此小车的质量M=0.5-0.25-0.05=0.2kg；
故答案为：
（1）0.16；
（2）①a-F图象如上；②0.2．

Ⅷ “探究加速度与力、质量的关系”实验装置如图所示．（1）为减小实验误差，盘和砝码的质量应比小车的质量_

（1）根据牛顿第二定律得，整体的加速度a= mg M+m ，则小车所受的合力 F=Ma= Mmg m+M = mg m M +1 ，当盘和砝码的质量远小于小车的质量，小车所受的合力近似等于砝码和盘的重力，可以减小实验的误差． （2）计时器打点的时间间隔为0.02s．每五个点取一个计数点，则相邻两计数点间的时间间隔为0.1s． 计数点3的瞬时速度 v 3 = x 24 2T = (4+5.19)×1 0 -2 0.2 m/s ≈0.460m/s． 根据△x=aT 2 ，运用逐差法得，a= x 23 + x 34 - x 01 - x 12 4 T 2 = (4.00+5.19-1.60-2.81)×1 0 -2 4×0.01 ≈1.20m/s 2 ． 故答案为：（1）小，（2）0.1，0.460，1.20．

Ⅸ 探究加速度与力质量的关系的实验装置如图所示下列说法正确的是再平衡摩擦力时

A、在该实验中，我们认为绳子的拉力就等于小车所受的合外力，故在平衡摩擦力内时容，细绳的另一端不能悬挂装砝码的砝码盘，故A错误．
B、由于平衡摩擦力之后有Mgsinθ=μMgcosθ，故tanθ=μ．所以无论小车的质量是否改变，小车所受的滑动摩擦力都等于小车的重力沿斜面的分力，改变小车质量时不需要重新平衡摩擦力，故B错误；
C、实验时应先接通电源然后再放开小车，故C错误．
D、拉车子一端的绳子必须始终与木板保持平行，故D正确；
故选：D．

Ⅹ 如图实甲所示为“探究加速度与物体质量、物体受力的关系”的实验装置．（1）关于“验证牛顿第二定律”实

（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正确．
C、实验时，应先放开小车，再接通打点计时器电源，由于小车运动较快，可能会使打出来的点很少，不利于数据的采集和处理．故C错误．
D、小车运动的加速度是利用打点计时器测量，如果用天平测出m以及小车质量M，直接用公式求出，这是在直接运用牛顿第二定律计算的，而我们实验是在探究加速度与物体所受合外力和质量间的关系．故D错误．
故选：B
（2）根据匀变速直线运动的推论：a=

△x

T2

＝

0.0368?0.0352

0.01

＝0.16m/s2，
（3）从图线发现，当拉力不为零时，加速度仍然为零，所以原因是未平衡摩擦力或平衡摩擦力不足．
故答案为：（1）B；（2）0.16；（3）未平衡摩擦力或平衡摩擦力不足