第7講-控制變量法—探究加速度與力和質(zhì)量的關(guān)系(解析版)(更新版)
【正文】 力、物體質(zhì)量的關(guān)系”實驗中，做如下探究：（1）為猜想加速度與質(zhì)量的關(guān)系，可利用圖1所示裝置進(jìn)行對比實驗。（2）將n（依次取n=1,2,3,4,5）個鉤碼掛在輕繩右端，其余Nn個鉤碼仍留在小車內(nèi)；用手按住小車并使輕繩與木板平行。（３）將氣墊導(dǎo)軌換成滑板，滑塊Ａ換成滑塊Ａ’，給滑塊Ａ’一沿滑板向上的初速度，Ａ’的st圖線如題（c）圖。小車的加速度a與砝碼盤中砝碼總重力F的實驗數(shù)據(jù)如下表：砝碼盤中砝碼總重力F(N)加速度a（m（一）牛頓第二定律實驗1．實驗裝置圖1為俯視圖，圖2為側(cè)視圖。m/s2．可見，如果都用國際單位制中的單位，就可以使k=1，那么公式則簡化為F=ma，這就是牛頓第二定律的數(shù)學(xué)公式．(3)當(dāng)物體受到幾個力的作用時，牛頓第二定律也是正確的，不過這時F代表的是物體所受外力的合力．牛頓第二定律更一般的表述是：物體的加速度跟所受的外力的合力成正比，跟物體的質(zhì)量成反比，加速度的方向跟合外力的方向相同．?dāng)?shù)學(xué)公式是：F合=ma．3．系統(tǒng)誤差分析： 用公式法分析誤差在實驗中，小車（質(zhì)量為）受的拉力實際上不等于鉤碼的重力（），設(shè)為，則有，解得從結(jié)果可以看出，小車受的拉力實際上小于鉤碼的重力（），而鉤碼的重力（）是產(chǎn)生小車和鉤碼二者的加速度的力，而不是產(chǎn)生小車的加速度的力。整個裝置置于高度可調(diào)節(jié)的斜面上，斜面的長度為了l、高度為h。解得 (~)。n=2時的st圖像如圖(b)所示：由圖（b）求出此時小車的加速度（保留2位有效數(shù)字），將結(jié)果填入下表。對比兩小車的位移，可知加速度與質(zhì)量大致成反比。（2）[2]數(shù)據(jù)描點(diǎn)和圖像如圖所示（3）[3]A．使小車沿傾角合適的斜面運(yùn)動，小車所受重力沿斜面的分力剛好等于小車所受的摩擦力，則小車受力可等效為只受繩的拉力，故A正確；B．若斜面傾角過大，重力沿斜面的分力大于摩擦力，小車所受合力將大于繩的拉力，不利于簡化“力”的測量，故B錯誤；C．由牛頓第二定律可知，無論小車運(yùn)動的加速度多大，砂和桶的重力都大于繩的拉力，故C錯誤；D．當(dāng)小車的運(yùn)動趨近于勻速運(yùn)動時，砂和桶可近似看成受力平衡，則砂和桶的重力才近似等于繩的拉力，
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