专题11： 实验4：探究加速度与力、质量的关系 -2023年高中物理学业水平考试必备考点归纳与测试（全国通用）

2023年高中物理学业水平考试必备考点归纳与测试 专题11 实验4：探究加速度与力、质量的关系考点归纳 一、实验原理和方法 1．探究方法——控制变量法 (1)控制小车的质量M不变，讨论加速度a与力F的关系． (2)控制砝码和小盘的质量不变，即力F不变，改变小车的质量M，讨论加速度a与M的关系． 2．要测量的物理量 (1)小车与其上砝码的总质量M——用天平测出． (2)小车受的拉力F——用天平测出小盘和盘内砝码的总质量m，由F＝mg算出． (3)小车的加速度a——通过打点计时器打出的纸带测算出． 3．应用纸带测加速度 在运动物体上安装一条连接打点计时器的纸带，根据纸带上打出的点来测量加速度．它是根据在匀变速直线运动中，连续相等的时间T内的位移之差Δx＝aT2求出加速度． 二、实验器材 打点计时器、纸带、复写纸、小车、一端附有定滑轮的长木板、小盘、砝码、夹子、细绳、低压交流电源、导线、天平(带有一套砝码)、刻度尺． 三、实验步骤 1．用天平测出小车和重物的质量分别为M0、m0，并把数值记录下来． 实验次数 加速度a/(m·s－2) 小车受力F/N 1 2 3 4 5 2．平衡摩擦力，在木板无滑轮的一端下面垫一薄木板，反复移动其位置，直到打点计时器正常工作后不挂重物的小车在斜面上做匀速直线运动为止(纸带上相邻点间距相等)． 3．将重物通过细绳系在小车上，接通电源放开小车，用纸带记录小车的运动情况，关闭电源，取下纸带并在纸带上标上号码及此时所挂重物的重力m0g. 4．保持小车的质量不变，改变所挂重物的重力，重复步骤3，多做几次实验，并记录好重物的重力m1g、m2g、…以及计算出相应纸带的加速度． 5．保持托盘中所放重物的质量不变，在小车上加放砝码，并测出小车与所放砝码的总质量M，接通电源，放开小车，用纸带记录小车的运动情况，取下纸带并在纸带上标上号码． 6．继续在小车上加放砝码，重复步骤5，多做几次实验，在每次得到的纸带上标上号码． 7．计算出每次实验所得纸带的加速度值及小车与砝码的总质量． 四、数据处理 1．计算法：测得加速度，通过计算看看是否满足＝、＝. 2．图象法 (1)以加速度a为纵坐标，以外力F为横坐标，作出a-F关系图象，如图甲所示，由此得出结论． (2)以加速度a为纵坐标，以小车及砝码的总质量M或为横