安徽省芜湖市第一中学高考物理一轮复习 第三章 第13讲 实验：探究加速度与力、质量的关系教案（通用） 13页

实验：探究加速度与力、质量的关系 一、知识清单 1． 探究加速度与力、质量的关系 2． 小车加速度 a 的测量方法 ①通过打点计时器打出的纸带测量，利用逐差法Δx=at2 计算； ②本实验也可不测出加速度的具体数值，由于本实验的目的是探究加速度与力、加 速度与质量间的比例关系，因而也可不测加速度的具体数值，而测不同条件下（即 不同受力 F、不同质量 M）加速度的比值。若两物体做初速度为 0 的匀加速运动，由 x=½at2 可得，物体的加速度与在相同时间内发生的位移成正比，即 a ∝ x。 ③由光电门测出速度，利用运动学公式计算加速度； 3． 小车合外力的测量方法 （1）小盘和砝码的重力作为小车的合外力：F≈mg。必须满足 三个条件： ①细线与木板平行——作用：拉力在垂直木板方向无分力。 ②平衡摩擦力——作用：小车合外力等于拉力 F=T。 【解释】水平板应尽可能光滑，最好将水平板的一端垫高成为 倾角不大的斜面，轻轻推动小车使小车能在板上匀速运动，即用小车重力沿斜面 方向的分力平衡摩擦力。Mgsinθ=f≈μmgcosθ即μ=tanθ。 【注意】平衡摩擦力时，细线下不要挂小盘和砝码；改变小车质量后无需重新平衡 摩擦力。 ③m<< M——作用：拉力近似等于小盘和砝码的重力 T≈mg。 【解释】平衡小车所受的阻力，当 M 和 m 做加速运动时，根据牛顿第二定律可以得 到： mg-T=ma ；T=Ma 联立解得： ； 当 →0 时，即 m<< M，小盘和砝码的质量比小车的质量小很多(一般要满足 M≥20m)，可近似认为小车所受的拉力 T 等于 mg。 【注意】以下几种情况不必须满足 m<< M： 弹簧测力计（力传感器）的读数 （或其倍数）作为小车的合外 力。 系统作为研究对象时, 系统所受的合外力为 mg 先整体匀速下滑，后剪断 细线，则小车所受的合力 为 mg T T FN Mg f mg a a 需要平衡摩擦力，不必须满足 m<< M。 需要平衡摩擦力，不必 须满足 m<< M。 不必满足 m<