初升高物理暑假預(yù)習(xí)課（人教版）4.2 實(shí)驗(yàn)：探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系（講義）（學(xué)生版）

4.2實(shí)驗(yàn)：探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系——?jiǎng)澲攸c(diǎn)之初升高暑假預(yù)習(xí)強(qiáng)化精細(xì)講義知識(shí)點(diǎn)1：實(shí)驗(yàn)原理、器材1.實(shí)驗(yàn)原理(控制變量法)(1)保持研究對(duì)象(小車)質(zhì)量不變,探究加速度與合外力的關(guān)系；(2)保持合外力(重物的質(zhì)量)不變,探究加速度與質(zhì)量的關(guān)系。2.實(shí)驗(yàn)器材打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、紙帶、小車、一端附有定滑輪的長(zhǎng)木板、重物、夾子、細(xì)繩、低壓交流電源、導(dǎo)線、天平(帶有一套砝碼)、刻度尺等.3.物理量的測(cè)量(1)小車的質(zhì)量:用天平測(cè)量；(2)小車獲得的加速度:往往根據(jù)紙帶上打出的點(diǎn)并借助△x=aT2求解；(3)小車所受的合外力：平衡摩擦力并滿足重物的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量時(shí)，可以用細(xì)繩所掛重物的重力代替小車所受的合外力。細(xì)繩的拉力等于重物的重力嗎？什么情況下細(xì)繩的拉力即小車所受的合外力可以近似等于重物的重力？不等于，因?yàn)橹匚锵蛳录铀龠\(yùn)動(dòng)，所以細(xì)繩的拉力小于重物的重力.當(dāng)重物的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量時(shí)，細(xì)繩的拉力近似等于重物的重力，即小車受到的合外力近似等于重物的重力.故實(shí)驗(yàn)中必須滿足小車和砝碼的總質(zhì)量遠(yuǎn)大于重物的質(zhì)量。知識(shí)點(diǎn)2：實(shí)驗(yàn)探究過程1.實(shí)驗(yàn)裝置2.實(shí)驗(yàn)步驟（1）用天平測(cè)出小車和重物的質(zhì)量分別為M0、m0，并把數(shù)據(jù)記錄下來.（2）按上圖將實(shí)驗(yàn)器材安裝好(小車上不系細(xì)繩，但安裝紙帶)。（3）平衡摩擦力。在長(zhǎng)木板無滑輪的一端下面墊一薄木板，反復(fù)移動(dòng)其位置到打點(diǎn)計(jì)時(shí)器正常工作時(shí)不掛重物的小車在長(zhǎng)木板上做勻速直線運(yùn)動(dòng)為止(紙帶上相鄰點(diǎn)間距相等)，固定好長(zhǎng)木板與薄木板.（4）將重物通過細(xì)繩系在小車上，接通電源,放開小車，用紙帶記錄小車的運(yùn)動(dòng)情況,取下紙帶并在紙帶上標(biāo)上號(hào)碼及此時(shí)所掛重物的重力m0g。（5）保持小車的質(zhì)量不變，改變所掛重物的重力，重復(fù)步驟(4),多做幾次實(shí)驗(yàn)，使小車每次從同一位置釋放，并記錄好重物的重力m1g、m2g…（6）保持所掛重物的質(zhì)量不變,在小車上加放砝碼，并測(cè)出小車與所放砝碼的總質(zhì)量M1，接通電源，放開小車，用紙帶記錄小車的運(yùn)動(dòng)情況，取下紙帶并在紙帶上標(biāo)上號(hào)碼.（7）繼續(xù)在小車上加放砝碼，重復(fù)步驟(6),多做幾次實(shí)驗(yàn)，記錄好小車和砝碼的總質(zhì)量M2、M3…（8）計(jì)算出每次實(shí)驗(yàn)所得紙帶的加速度值。步驟(4)(5)為探究加速度與力的關(guān)系，測(cè)a、m；步驟(6)(7)為探究加速度與質(zhì)量的關(guān)系，測(cè)a、M;步驟(5)(6)無需重新平衡摩擦力。(1)平衡摩擦力的目的：為了讓細(xì)繩拉小車的力等于小車所受的合外力，即T=F合(2)平衡摩擦力的方法：不掛重物時(shí)，將長(zhǎng)木板傾斜一定角度θ,讓小車所受的滑動(dòng)摩擦力與重力沿長(zhǎng)木板方向的分力平衡，即Mgsinθ=μMgcosθ。（3）改變M、m不需重新平衡摩擦力：平衡摩擦力時(shí)不掛重物，將長(zhǎng)木板無滑輪一端下面墊高，調(diào)節(jié)長(zhǎng)木板傾角即可。平衡摩擦力后，因?yàn)镸gsinθ=μMgcosθ等式始終成立,與M、m大小無關(guān)，所以不管之后是改変小車質(zhì)量還是改變所掛重物質(zhì)量,都不需要重新平衡摩擦力。知識(shí)點(diǎn)3：實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理1.計(jì)算法測(cè)得加速度或加速度之比(等于位移之比)后，通過計(jì)算看結(jié)果是否滿足、。2.圖像法——“化曲為直”法（1）探究加速度a和力F的關(guān)系以加速度a為縱坐標(biāo)，力F為橫坐標(biāo)建立直角坐標(biāo)系,根據(jù)測(cè)數(shù)據(jù)描點(diǎn)，然后作出a-F圖像，如圖甲所示，若圖像是一條過原點(diǎn)的傾斜直線，就能說明a與F成正比。(2)探究加速度a與質(zhì)量M的關(guān)系以加速度a為縱坐標(biāo)，質(zhì)量M為橫坐標(biāo)建立直角坐標(biāo)系，作出圖像如圖乙所示，因?yàn)閍-M圖像是曲線，難以判斷a與M是否成反比關(guān)系，若a和M成反比，則a與必成正比.我們采用“化曲為直”的方法，以a為縱坐標(biāo)，以為橫坐標(biāo)建立直角坐標(biāo)系，作出a-圖像，若a-圖像是一條過原點(diǎn)的傾斜直線，如圖丙所示，說明a與成正比，即a與M成反比?！盎鸀橹薄钡姆椒ㄈ粑锢砹康膟-x圖像是曲線，可根據(jù)其曲線的特點(diǎn)，作y-x2圖像、y-x3圖像或y-圖像，作出的圖像是直線時(shí)才能更好地說明兩個(gè)物理量之間的比例關(guān)系。知識(shí)點(diǎn)4：其他實(shí)驗(yàn)方案 1.用氣墊導(dǎo)軌替代長(zhǎng)木板利用氣墊導(dǎo)軌替代長(zhǎng)木板做此實(shí)驗(yàn)時(shí)，不需要平衡摩擦力，其他實(shí)驗(yàn)步驟不變.2.利用光電門測(cè)加速度利用光電門測(cè)出滑塊通過G1、G2的速度v1、v2，根據(jù)v12-v22=2ax求出加速度.3.利用位移傳感器測(cè)位移由于a=2x/t2,如果測(cè)出兩個(gè)初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)在相同時(shí)間內(nèi)發(fā)生的位移x1、x2,則位移之比等于加速度之比,即。4.利用彈簧測(cè)力計(jì)直接測(cè)量合外力大小兩種實(shí)驗(yàn)方案中，加速度可由紙帶上的點(diǎn)計(jì)算得出，合外力由彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)岀，可直接判斷兩者的關(guān)系。實(shí)驗(yàn)方案改進(jìn)優(yōu)勢(shì)（1）氣墊導(dǎo)軌替代長(zhǎng)木板：無需平衡摩擦力，氣墊導(dǎo)軌內(nèi)部中空，空氣進(jìn)入導(dǎo)軌，從導(dǎo)軌面上的小孔中噴岀，噴出的氣流在滑塊和導(dǎo)軌之間形成氣墊,使滑塊運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的摩擦力達(dá)到可以忽略的程度。（2）光電門利用平均速度測(cè)瞬時(shí)速度：。擋光片越窄，平均速度越接近滑塊通過光電門的瞬時(shí)速度，故可用該平均速度代替滑塊的瞬時(shí)速度。（3）力傳感器測(cè)量細(xì)線的拉力：不必保證懸掛物的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量?！镜淅?】在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中，采用如圖甲所示的裝置。本實(shí)驗(yàn)采用的實(shí)驗(yàn)方法是控制變量法，下列說法中正確的是（）

A．在探究加速度與質(zhì)量的關(guān)系時(shí)，應(yīng)改變小車所受拉力的大小B．在探究加速度與外力的關(guān)系時(shí)，應(yīng)改變小車的質(zhì)量C．在探究加速度a與質(zhì)量m的關(guān)系時(shí)，作出a－1mD．無論在什么條件下，細(xì)線對(duì)小車的拉力大小總等于砝碼盤和砝碼的總重力大小【典例2】在“探究物體的加速度與物體所受外力、物體質(zhì)量間的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，采用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置。小車及車中砝碼的質(zhì)量用M表示，盤及盤中砝碼的質(zhì)量用m表示（）A．補(bǔ)償阻力時(shí)，應(yīng)將盤用細(xì)繩通過定滑輪系在小車上，且每次改變小車的質(zhì)量時(shí)，都要重新平衡摩擦力B．甲圖上端彎曲的原因是盤及盤中砝碼的質(zhì)量m太大，已經(jīng)不滿足m?MC．乙圖不過原點(diǎn)的原因是補(bǔ)償阻力過度D．實(shí)驗(yàn)時(shí)，若拉力可以用力學(xué)傳感器直接測(cè)量，則也需滿足條件m?M【典例3】在利用如圖所示的裝置進(jìn)行“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，下列說法正確的是（）A．保持小車質(zhì)量一定，通過改變砝碼和砝碼盤的總質(zhì)量，可探究加速度和質(zhì)量的關(guān)系B．保持砝碼和砝碼盤總質(zhì)量一定，通過改變小車質(zhì)量，可探究加速度與質(zhì)量的關(guān)系C．保持砝碼和砝碼盤總質(zhì)量一定，通過改變小車質(zhì)量，可探究加速度與外力的關(guān)系D．同時(shí)改變小車和砝碼的質(zhì)量，可探究加速度與外力的關(guān)系【典例4】（多選）某同學(xué)用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置驗(yàn)證牛頓第二定律。下列說法中正確的是（）

A．圖中細(xì)線應(yīng)保持與木板表面平行B．每次改變小車質(zhì)量后都需要重新平衡摩擦力C．用盤和重物的總重力作為細(xì)線的拉力，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果會(huì)產(chǎn)生誤差D．為消除摩擦力對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響，可以把木板的左端適當(dāng)墊高【典例5】（多選）甲、乙、丙、丁四位同學(xué)在做“探究加速度與物體質(zhì)量、力的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)時(shí)（使用如圖所示的裝置），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(gè)圖像，其中圖甲、乙、丙是a-F圖像，圖丁是a?1

A．甲和乙較好地把握了實(shí)驗(yàn)條件M遠(yuǎn)大于mB．丙和丁沒有把握好實(shí)驗(yàn)條件M遠(yuǎn)大于mC．甲同學(xué)長(zhǎng)木板的傾角太大，而乙同學(xué)長(zhǎng)木板的傾角太小D．甲、乙、丙三位同學(xué)中，丙同學(xué)較好地完成了平衡摩擦力的操作【典例6】一物理興趣小組用如圖所示的裝置，探究“加速度與質(zhì)量的關(guān)系”，通過改變放在小車上的砝碼質(zhì)量，改變小車（含遮光片）與砝碼的總質(zhì)量M。

（1）實(shí)驗(yàn)要平衡摩擦力，具體操作為：不懸掛砂桶，將長(zhǎng)木板沒有定滑輪的一端適當(dāng)墊高，輕推小車，如果___________，則摩擦力得到平衡；（2）實(shí)驗(yàn)還需要的部分操作有___________；A．懸掛砂桶后調(diào)節(jié)細(xì)線與木板平行

B．測(cè)量砂和砂桶質(zhì)量mC．調(diào)節(jié)砂和砂桶質(zhì)量m遠(yuǎn)小于M

D．小車每次在同一位置釋放（3）調(diào)節(jié)好實(shí)驗(yàn)器材后，第一次實(shí)驗(yàn)：由靜止釋放小車，記錄小車經(jīng)過光電門1、2時(shí)遮光片擋光時(shí)間t1、t2，小車（含遮光片）及砝碼的總質(zhì)量M1，力傳感器的爾數(shù)F；第二次實(shí)驗(yàn)：向小車中添加砝碼，小車（含遮光片）及砝碼的總質(zhì)量為M2，由靜止釋放小車，此時(shí)會(huì)發(fā)現(xiàn)力傳感器的示數(shù)___________（選填“大于”或“小于”）【典例7】某同學(xué)設(shè)計(jì)了如下方案研究質(zhì)量一定時(shí)加速度與合外力的關(guān)系，實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示。

（1）實(shí)驗(yàn)時(shí)，需要進(jìn)行的操作是___________。A．平衡摩擦力時(shí)應(yīng)不掛砂桶B．用天平測(cè)出砂和砂桶的質(zhì)量C．小車靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、先接通電源，再釋放小車D．為減小誤差，實(shí)驗(yàn)中一定要保證砂和砂桶的總質(zhì)量m遠(yuǎn)小于小車（含滑輪）的質(zhì)量M（2）保持小車（含滑輪）的質(zhì)量不變，改變砂桶中砂的質(zhì)量、記錄多組傳感器的讀數(shù)F和對(duì)應(yīng)紙帶的加速度a的數(shù)值，繪制出如圖乙所示的a?F圖像，實(shí)驗(yàn)小組仔細(xì)分析圖像，得出了實(shí)驗(yàn)所用小車（含滑輪）的質(zhì)重為___________kg。

（3）該同學(xué)根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)做出如圖乙所示的a?F圖線沒經(jīng)過原點(diǎn)，該同學(xué)做實(shí)驗(yàn)時(shí)存在的問題是___________【典例8】某實(shí)驗(yàn)小組采用如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置，驗(yàn)證“當(dāng)質(zhì)量一定時(shí)，物體運(yùn)動(dòng)的加速度與它所受的合力成正比”這一物理規(guī)律。已知小車的質(zhì)量為M，砝碼和砝碼盤的總質(zhì)量為m，試回答下列問題：（1）打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是______（填“打點(diǎn)”“計(jì)時(shí)”或“測(cè)速”）的儀器（2）實(shí)驗(yàn)小組______（填“需要”或“不需要”）平衡小車和長(zhǎng)木板之間的摩擦力，______（填“需要”或“不需要”）滿足m?M的條件。（3）在滿足實(shí)驗(yàn)條件時(shí)得到一條紙帶如圖乙所示，圖中O、A、B、C、D為相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間有2個(gè)點(diǎn)未標(biāo)出，已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的交流電頻率為50Hz，則由紙帶可知，小車的加速度大小為______m/s重難點(diǎn)1：實(shí)驗(yàn)誤差分析1.實(shí)驗(yàn)原理不完善引起的誤差設(shè)小車和重物的質(zhì)量分別為M、m,細(xì)繩上的拉力大小為F，小車和重物的加速度大小均為a,對(duì)小車有F=Ma(下節(jié)結(jié)論)，對(duì)重物有mg-F=ma,由此可得,只有在<<M時(shí)，才有F≈mg.但在處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí)，我們認(rèn)為作用在小車上的合力大小F=mg,這就使得小車獲得的加速度a的理論值大于真實(shí)值,其差值,則m越大時(shí)，其差值也越大，因此這種設(shè)計(jì)方案會(huì)產(chǎn)生系統(tǒng)誤差，當(dāng)不能滿足M>>m時(shí)，圖線會(huì)彎曲,a-F圖像如圖所示。2.平衡摩擦力不準(zhǔn)造成的誤差實(shí)驗(yàn)中需要平衡摩擦力，若未平衡摩擦力或平衡摩擦力不當(dāng)就會(huì)造成誤差。(1)如出現(xiàn)圖中①直線.說明平衡摩擦力過度.即拉力F=0時(shí),已經(jīng)產(chǎn)生了加速度.若出況圖中=2\*GB3②直線，說明未平衡摩擦力或平衡摩擦力不足，因?yàn)槔Υ笥贔0時(shí)才產(chǎn)生加速度.(2)岀現(xiàn)圖乙中直線的原因分析如下（m表示小車的質(zhì)量）:平衡摩擦力后，小車在木板上的受力應(yīng)有F+mgsinθ-μmgcosθ=ma,其中F為細(xì)繩的拉力。θ為木板與水平面間的夾角。若未平衡摩擦力，則θ=0，上式可寫為F-μmg=ma,可得a=,F一定，只有m小到一定程度，即大到一定程度，才有a＞0,產(chǎn)生加速度，說明圖線②為未平衡摩擦力或平衡摩擦力不足造成的。若平衡摩擦力過度，小車在木板上的受力應(yīng)有F+mgsinθ-μmgcosθ=ma，可得a=.F一定，當(dāng)時(shí)，可將上式整理得，說明圖線①為平衡摩擦力過度造成的?！镜淅?】某實(shí)驗(yàn)小組利用如圖甲所示的裝置探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系。

（1）如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置中，若選用電火花計(jì)時(shí)器，其所用的電源是___________。A．交流220V

B．直流220V

C．直流8V

D．交流8V（2）下列做法正確的是___________（填字母代號(hào)）。A．調(diào)節(jié)滑輪的高度，使?fàn)恳≤嚨募?xì)繩與長(zhǎng)木板保持平行B．在調(diào)節(jié)木板傾斜度補(bǔ)償小車的阻力時(shí)，將裝有砝碼的砝碼桶通過定滑輪拴在小車上C．實(shí)驗(yàn)時(shí)，先放開小車再接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源D．通過增減小車上的砝碼改變質(zhì)量時(shí)，不需要重新調(diào)節(jié)木板傾斜度（3）已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器頻率為50Hz，如圖乙所示的是一次記錄小車運(yùn)動(dòng)情況的紙帶，圖中A、B、C、D、E、F、G為相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有四個(gè)點(diǎn)未畫出。根據(jù)紙帶可求出小車的加速度大小a=___________m/s2（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）。

（4）如圖丙所示為某同學(xué)在探究加速度a與力F的關(guān)系時(shí)，根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)作出的a?F圖像，說明實(shí)驗(yàn)可能存在的問題是___________。【典例2】圖甲為“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”裝置示意圖，連接在小車后面的紙帶穿過電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，小車和掛在豎直面內(nèi)的拉力傳感器用一條柔軟的輕繩通過光滑的定滑輪和動(dòng)滑輪連接起來，拉力傳感器是一種將物理信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)榭蓽y(cè)量的電信號(hào)輸出的裝置，用于測(cè)小車受到拉力的大小。

（1）在安裝器材時(shí)，要調(diào)整定滑輪的高度，使連接小車的細(xì)繩與木板平行。這樣做的目的是______（填字母代號(hào)）。A．在補(bǔ)償阻力時(shí)，應(yīng)將拉力傳感器、鉤碼通過滑輪用細(xì)繩拴在小車上B．連接拉力傳感器和小車的細(xì)繩應(yīng)與長(zhǎng)木板平行C．補(bǔ)償阻力后，長(zhǎng)木板的位置不能移動(dòng)，每次改變小車質(zhì)量時(shí)，應(yīng)重新補(bǔ)償阻力D．小車釋放前應(yīng)靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，但應(yīng)先釋放小車，再接通電源（2）實(shí)驗(yàn)中______（填“需要”或“不需要”）滿足所掛鉤碼質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量。（3）某實(shí)驗(yàn)小組在小車加速下滑過程中得到如圖乙所示一條紙帶的一部分，用毫米刻度尺測(cè)量并在紙帶上標(biāo)出了各段的長(zhǎng)度，相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離如圖乙所示，已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的低壓交流電源的頻率為50Hz，相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn)未標(biāo)出，在A、B、C、D、E五個(gè)點(diǎn)中，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器最先打出的是______點(diǎn)。在打出C點(diǎn)時(shí)小車的速度大小為_______m/s；小車的加速度大小為______m/s2【典例3】某實(shí)驗(yàn)小組利用如圖甲所示的裝置探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系。請(qǐng)回答下列問題：

（1）平衡摩擦力時(shí)，該組同學(xué)先調(diào)節(jié)長(zhǎng)木板一端滑輪的高度，使細(xì)線與長(zhǎng)木板平行，接下來正確的操作是______。A．將長(zhǎng)木板水平放置，讓小車連著已經(jīng)穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶，給打點(diǎn)計(jì)時(shí)器通電，調(diào)鉤碼個(gè)數(shù)，使小車在鉤碼的牽引下運(yùn)動(dòng)，從打出的紙帶判斷小車是否做勻速運(yùn)動(dòng)B．將長(zhǎng)木板的右端墊起適當(dāng)?shù)母叨龋屝≤囘B著已經(jīng)穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶，撤去鉤碼，給打點(diǎn)計(jì)時(shí)器通電，輕推一下小車，從打出的紙帶判斷小車是否做勻速運(yùn)動(dòng)C．將長(zhǎng)木板的右端墊起適當(dāng)?shù)母叨龋啡ゼ垘б约般^碼，輕推一下小車，觀察判斷小車是否做勻速運(yùn)動(dòng)（2）圖乙是某次實(shí)驗(yàn)中從打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶中選出一條點(diǎn)跡比較清晰的紙帶，每五個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)的時(shí)間間隔T＝0.02s，若相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)記為A、B、C、D、E、F、G，它們到O點(diǎn)的距離已標(biāo)出，則小車的加速度大小為a＝______m/s2

（3）如果當(dāng)時(shí)電網(wǎng)中交變電流的頻率是f'（4）在“探究加速度a與合力F的關(guān)系”時(shí)，該組同學(xué)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出了加速度a與合力F的圖線如圖丙所示，該圖線不通過坐標(biāo)原點(diǎn)，試分析圖線不通過坐標(biāo)原點(diǎn)的原因：______。

（5）該組同學(xué)在這個(gè)探究實(shí)驗(yàn)中采用的物理學(xué)思想方法為______。A．極限法

B．比值法

C．理想化模型法

D．控制變量法【典例4】為了“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”，現(xiàn)提供如圖甲所示實(shí)驗(yàn)裝置。請(qǐng)思考探究思路并回答下列問題：

（1）下列關(guān)于電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的說法正確的是___________。A．使用6V以下的低壓交流電源B．只能使用頻率為50Hz的電源C．計(jì)時(shí)器不能長(zhǎng)時(shí)間工作，應(yīng)先釋放小車，后接通電源D．接通電源前，應(yīng)使小車停在靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的位置（2）打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所接電源頻率為50Hz，實(shí)驗(yàn)中得到的一條紙帶如圖乙所示，A、B、C、D、E是連續(xù)的5個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間均有4個(gè)點(diǎn)未畫出，圖中四個(gè)數(shù)據(jù)中不符合有效數(shù)字要求的一組數(shù)據(jù)應(yīng)改為___________cm；在打下點(diǎn)C時(shí)小車的速度大小為___________m/s，小車的加速度大小為___________m/s2（3）多次改變砝碼盤中砝碼的質(zhì)量，重復(fù)實(shí)驗(yàn)，測(cè)得多組F對(duì)應(yīng)的小車加速度a，作出a?F圖像，如丙圖所示，圖像不過坐標(biāo)原點(diǎn)的原因是___________。【典例5】如圖甲所示為“探究加速度與物體質(zhì)量、物體受力的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)裝置。

（1）在實(shí)驗(yàn)中，下列操作正確的是______A．打點(diǎn)前，小車應(yīng)靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，要先接通電源，待計(jì)時(shí)器打點(diǎn)穩(wěn)定后再釋放小車B．要舍去紙帶上的密集點(diǎn)，然后選取計(jì)數(shù)點(diǎn)C．在探究加速度與質(zhì)量之間的關(guān)系時(shí)，直接根據(jù)a—m圖像即可判斷加速度與質(zhì)量是否成反比D．實(shí)驗(yàn)中，應(yīng)使小車的加速度盡量大些（2）在實(shí)驗(yàn)過程中，打出了一條紙帶如圖乙所示，計(jì)時(shí)器打點(diǎn)的時(shí)間間隔為0.02s，選取A、B、C、D四個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，每?jī)蓚€(gè)相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間有四個(gè)點(diǎn)沒有畫出。從圖乙中讀出A、B兩點(diǎn)間距s=_______cm；C點(diǎn)對(duì)應(yīng)的速度是________m/s，該小車的加速度大小a＝________m/s2（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）。

（3）根據(jù)實(shí)驗(yàn)收集的數(shù)據(jù)作出的a－F圖線如圖丙所示，請(qǐng)結(jié)合圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置，寫出一條對(duì)提高本實(shí)驗(yàn)結(jié)果準(zhǔn)確程度有益的建議____________________。

【典例6】某實(shí)驗(yàn)小組利用如圖所示的裝置探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系。

（1）（多選）下列做法正確的是________（填字母代號(hào)）。A．調(diào)節(jié)滑輪的高度，使?fàn)恳緣K的細(xì)繩與長(zhǎng)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(dòng)摩擦力時(shí)，將裝有砝碼的砝碼桶通過定滑輪拴在木塊上C．實(shí)驗(yàn)時(shí)，先放開木塊再接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源D．通過增減木塊上的砝碼改變質(zhì)量時(shí)，不需要重新調(diào)節(jié)木板傾斜度（2）為使砝碼桶及桶內(nèi)砝碼的總重力在數(shù)值上近似等于木塊運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的拉力，應(yīng)滿足的條件是砝碼桶及桶內(nèi)砝碼的總質(zhì)量________（選填“遠(yuǎn)大于”“遠(yuǎn)小于”或“近似等于”）木塊和木塊上砝碼的總質(zhì)量。（3）甲、乙兩同學(xué)在同一實(shí)驗(yàn)室，各取一套裝置放在水平桌面上，木塊上均不放砝碼，在沒有平衡摩擦力的情況下，研究加速度a與拉力F的關(guān)系，分別得到圖中甲、乙兩條直線。設(shè)甲、乙用的木塊質(zhì)量分別為m甲、m乙，甲、乙用的木塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)分別為μ甲、μ乙，由圖可知，m甲________m乙，μ甲________μ乙。（均選填“大于”“小于”或“等于”）

一、單選題1．用如圖所示的裝置做“探究加速度與質(zhì)量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)（）A．平衡摩擦力時(shí)，不應(yīng)將裝砝碼的砝碼盤用細(xì)繩通過定滑輪系在小車上B．每次改變小車的質(zhì)量時(shí)，都需要重新平衡摩擦力C．實(shí)驗(yàn)時(shí)，先放開小車，再接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源D．小車運(yùn)動(dòng)的加速度可由牛頓第二定律直接求出2．某小組用如圖所示的裝置做“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)。下列說法正確的是（）A．電火花計(jì)時(shí)器應(yīng)接直流電源B．實(shí)驗(yàn)前應(yīng)把長(zhǎng)木板的一端墊起適當(dāng)高度，以補(bǔ)償小車運(yùn)動(dòng)時(shí)所受阻力的影響C．實(shí)驗(yàn)中槽碼質(zhì)量應(yīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于小車質(zhì)量D．實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)先釋放小車，再啟動(dòng)電火花計(jì)時(shí)器3．如圖甲所示是研究小車加速度與力關(guān)系的實(shí)驗(yàn)裝置，木板置于水平桌面上，一端系有砂桶的細(xì)繩通過滑輪與拉力傳感器相連，拉力傳感器可顯示所受的拉力大小F，改變桶中砂的質(zhì)量多次實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)中需要完成的步驟有（

）A．測(cè)量砂和砂桶的總質(zhì)量 B．保持細(xì)線是水平的C．保持小車的質(zhì)量不變 D．滿足砂和砂桶的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量4．某同學(xué)將長(zhǎng)木板右端適當(dāng)墊高，其目是為了平衡摩擦力。但他把長(zhǎng)木板的右端墊得過高，使得傾角過大。用a表示小車的加速度，F(xiàn)表示細(xì)線作用于小車的拉力。則他繪出的a?F關(guān)系圖像是（）A． B．C． D．5．在驗(yàn)證牛頓第二定律的實(shí)驗(yàn)中，用改變砂的質(zhì)量的辦法來改變對(duì)小車的作用力F，用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)出小車的加速度a，得出若干組F和a的數(shù)據(jù)。然后根據(jù)測(cè)得的數(shù)據(jù)作出如圖所示的a?F圖線，發(fā)現(xiàn)圖線既不過原點(diǎn)，又不是直線，原因是（）A．平衡摩擦力時(shí)，所墊木板太低，且小車質(zhì)量較大B．平衡摩擦力時(shí)，所墊木板太低，且砂和小桶的質(zhì)量較大C．平衡摩擦力時(shí)，所墊木板太高，且小車質(zhì)量較大D．平衡摩擦力時(shí)，所墊木板太高，且砂和小桶的質(zhì)量較大二、多選題6．如圖為“用DIS研究加速度和力的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)裝置。某實(shí)驗(yàn)小組改變所掛鉤碼的數(shù)量，多次重復(fù)測(cè)量，繪出如圖所示的圖像。引起誤差的主要原因是（）A．所用小車的質(zhì)量太大B．小車與軌道之間存在摩擦C．鉤碼的質(zhì)量沒有始終遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量D．先點(diǎn)擊“記錄數(shù)據(jù)”，后釋放小車三、實(shí)驗(yàn)題7．圖甲為“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)時(shí)的實(shí)驗(yàn)方案，圖乙是實(shí)驗(yàn)測(cè)量得到的紙帶，其實(shí)驗(yàn)操作步驟如下：①掛上托盤和砝碼，調(diào)節(jié)木板的傾角，使質(zhì)量為M的小車拖著紙帶沿木板勻速下滑；②取下托盤和砝碼，測(cè)出其總質(zhì)量為m，讓小車沿木板下滑，測(cè)出加速度a；③改變砝碼質(zhì)量和木板傾角，多次測(cè)量，通過作圖可得到小車加速度a與合外力F的關(guān)系。（1）紙帶1是步驟①中打出的紙帶，由此可以判斷___________。A．調(diào)節(jié)后木板的傾角過小B．調(diào)節(jié)后木板的傾角過大C．調(diào)節(jié)后木板的傾角合適（2）某次實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，打出的紙帶如圖乙中紙帶2所示，已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的交流電頻率為50Hz，每相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有4個(gè)點(diǎn)未畫出，則在打下D點(diǎn)時(shí)小車的速度大小為___________m/s；小車下滑的加速度大小為___________m/s2（3）下列有關(guān)該實(shí)驗(yàn)的說法正確的是___________。A．實(shí)驗(yàn)中需要滿足小車質(zhì)量M遠(yuǎn)大于托盤和砝碼的總質(zhì)量mB．實(shí)驗(yàn)中在作a-F圖像時(shí)，把mg作為F值C．改變砝碼質(zhì)量再次實(shí)驗(yàn)時(shí)，斜面傾角需要重新進(jìn)行調(diào)整8．學(xué)校物理興趣小組用如圖甲所示的阿特伍德機(jī)驗(yàn)證牛頓第二定律，并測(cè)量當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?。繞過定滑輪的輕繩兩端分別懸掛質(zhì)量相等的重物A（由多個(gè)相同的小物塊疊放組成）和重物B。主要實(shí)驗(yàn)步驟如下：①用天平分別測(cè)量一個(gè)小物塊的質(zhì)量和B的質(zhì)量m；②將A中的小物塊取下一個(gè)放在B上，接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源后，由靜止釋放B，取下紙帶，算出加速度大小，并記下放在B上的小物塊的質(zhì)量；③重復(fù)步驟②，獲得B上面的小物塊的總質(zhì)量Δm和對(duì)應(yīng)加速度大小a

（1）某次實(shí)驗(yàn)打出的紙帶如圖乙所示，相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有四個(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn)未畫出，已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用交流電源的頻率為50Hz，則本次實(shí)驗(yàn)中A的加速度大小為__________m/s（2）利用本裝置驗(yàn)證牛頓第二定律。若在誤差允許的范圍內(nèi)，滿足重物A的加速度大小a=__________（用m、Δm和當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣却笮（3）利用本裝置測(cè)量當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣取８鶕?jù)放在B上面的小物塊的總質(zhì)量Δm和對(duì)應(yīng)加速度大小a的多組數(shù)據(jù)，以Δ