1、第 2 节 实验：探究加速度与力、质量的关系其他版本 的题目广东教育版1.有人曾尝试过在飞机场的跑道上让战斗机和赛车进行比赛，结果战斗机在跑道上（腾空之前）的加速度仍大于赛车的加速度。赛车的质量比战斗机的小，为什么其加速度反而不如战斗机的加速度大呢？这与本节的实验结果相矛盾吗？答案：加速度 的大小不仅与质量有关，也与动力有关。战斗机的动力远大于赛车的动力，故考虑两方面的因素知战斗机的加速度大。这一结果与实验结论不矛盾。来源:Z+xx+k.Com2.物体从倾角不同的光滑斜面上滑下，如图 4-2-1 所示，物体在哪个斜面上的加速度比较大？受此启发，滑板运动员沿滑道向下运动，其加速度大小会如何变化？
2、为什么？（a）倾角大的斜面 （b）倾角小的斜面图 4-2-1答案：倾角大的斜面上，物体的加速度大。滑板运动员在坡度不同的斜坡上下滑时，随倾角的变化，加速度也发生变化。3.某同学在探究牛顿第二定律的实验中，在物体所受合外力不变时，改变物体的质量，得到的数据如下表所示。数据记录表实验序号 物体质量 /kgm 物体的加速度/（m ）a s-2物体质量的倒 数1m/kg-11来源:学科网 ZXXK 0.20 0.78 5.002 0.40 0.38 2.503 0.60 0.25 1.674 0.80 0.20 1.255 1.00 0.16 1.00（1）根据表中的数据，分别在图 4-2-2 和 图
3、 4-2-3 中描出相应的实验数据点，并作出图象和 图象。a-m a-1m图 4-2-2 图 4-2-3（2）由 图象得出的结论为 ；由 图象得出的结论为 。a-m a-1m（3）物体受到的合外力大约为 。解析：（1）采用描点法作图。先根据表格中每组数据，在坐标轴上描点。再用平滑的曲线将点拟合起来如图 4-2-4 所示。（2）由 图象，可知在物体受合外力不变时，物体的质量越大，它的加速度越小。am在物体受合外力不变时，物体的加速度与质量的倒数成正比，即加速度与质量成反比。（3）在 - 图象取离原点较远的点，读出坐标 =0.6 ， =3.90 ，则合外力a1m a m/s2 1m kg-1F=m
4、a 0.15 N。答案： （1）图象如图 4-2-4 所示。图 4-2-4（2）在物体受合外力不变时，物体的质量越大，它的加速度越小 在物体受合外力不变时，物体的加速度与质量的倒数成正比，即加速度与质量成反比来源:Zxxk.Com（3）0.15 N教育科学版图 4-2-51.用如图 4-2-5 所示的装置探究加速度与外力、质量的关系。取两个质量相同的小车，放在光滑的平面上，小车的前端分别拴上细绳，绳的一端跨过定滑轮各挂着一个小盘，盘里分别放着数目不同的砝码。小车的后端各系上一根细绳，一起用夹子夹住。打开夹子，让两个小车在不同的拉力作用下，同时从静止开始做匀加速直线运动。经过一段时间后关上夹子，
5、让两个小车同时停下来。改变盘里所放砝码的数目，可以改变小车所受合力的大小，我们希望通过上述实验操作，得到物体的加速度与合力之间关系的实验数据。你认为接下来要测量的物理量是什么？怎样推断加速度与合力之间的关系？为了探究合力相同时加速度与质量之间的关系，实验又该如何操作？数据又该如何分析？答案：小车受拉力 的大小可以认为等于砝码和盘所受重力的大小（保证小车的质量比F砝码和盘的总质量大得多） 。保持两车质量相同，使两车同时运动同时停止，分别测出两小车的位移 和受力 的大x F小。据 可知，在时间 相同时， ，即要推断 与 的关系， 可探究x=12at2 t x a a F与 的关系，比较 与 是否相
6、同。x Fx1F1x2F2探究加速度与质量之间的关系时应保持 F（即两盘中砝码）相同，改变小车的质量。数据处理方法同上。2.用如图 4-2-6 所示的装置做实 验时，保持小车的质量不变，测得小车的加速度 和拉a力 的数据如下表所示。F/N 0.20 0.30 0.40 0.50/（ma s-2）0.1 0 0.21 0.29 0.40（1）根据表中的数据在图 4-2-7 中画出 图线。a-F（2）把图线延长，看看图线是否通过原点？如 果不通过原 点，试分析在操作过程中遗漏了 哪个步骤。（3）这条图线在 轴上的截距有何物理意义？F图 4-2-6图 4-2-7 图 4-2-8答案：（1）如图 4-
7、2-8 所示（2）不过原点是因为没有将木板适当倾斜，以平衡摩擦力。（3）表示小车所受的摩擦力。来源:学科网上海科技教育版1.实验中用抬高平板一端的方法平衡摩擦力，当小车质量改变时，是否需要重新调整平板的倾斜程度？为什么？答案：小车平衡时， sin cos ，所以 ，与 无关。因此小车质mg =mg =tan m量改变时不需要重新调整平板的倾斜程度。2.定性指出图 4-2-9 的实验中产生误差的二三条原因。答案：（1）平衡摩擦力不当。（2）纸带受打点计时器的阻力。（3）小 车质量及小桶和砝码的质量测量有误差。（4）纸带分析有误。上海科技教育版教参补充题通过对影响加速度因素的分析，我们知道，物体的
8、加速度与它受到的外力及其自身的质量有关。为了探究加速度与力、质量的定量关系，简要说明设计实验时如何应用控制变量法？ 。直接测量物体运动的 加速度是不容易的，能否用其他容易测量的物理量来代替呢？某同学设计了以下实验方案，研究加速度与力的关系。把两辆质量相同的实验小车并排放在光滑长木板上，用不同的拉力 、 牵引两辆小F1 F2车，让它们同时由静止开始做匀加速直线 运动，再通过拴在两车后的细线控制，小车同时图 4-2-9停止运动。测量小车的运动位移 、 。s1 s2这个实验方案是否可行？如果可行，请说明实验原理。如果不可行，请说明原因。答案：（1）保持小 车受力不变，改变小车质量，研究小车加速度与小车质量的关系。（2）保持小车质量不变，改变小车拉力，研究小车加速度与小车受力的关系。这个实验方案是可行的。根据匀变速直线运动的位移公式 。运动时间相同，s=12at2物体运动的位移与物体运动的加速度成正比。可以把研究 与 的关系，转化为研究 与 的a F s F关系。
