实验：探究加速度与力、质量的关系（知识卡）

该高中物理知识清单聚焦“探究小车速度随时间变化规律”实验，涵盖实验思路、装置与注意事项、测量与数据处理、结论与误差分析等核心内容，为学生搭建从实验原理理解到数据处理方法再到误差分析应用的系统性学习支架。 清单通过分点标注实验注意事项、分类呈现数据处理方法、对比分析图像规律构建知识体系，如将加速度测量归纳为逐差法、公式法、v-t图像法，用“化曲为直”技巧解析a-M图像，突出科学思维与科学探究素养。误差分析部分系统梳理系统误差与偶然误差及解决方法，不同层次学生可按需选择学习，教师可据此设计分层教学，提升实验教学实效。

实验：探究加速度与力、质量的关系 知识速记 知识点1 实验思路 知识点2 装置和注意 实验装置： 注意事项： ①开始前，注意调节滑轮的高度，使细绳与木板平行 ②释放小车前，使其处于靠近打点计时器的位置，这样可以最大限度地利用纸带 ③实验操作时，必须先接通电源，再释放小车 ④要避免小车和滑轮相碰，在小车与滑轮相碰前要及时用手按住小车，关闭电源。 ⑤补偿阻力：使小车不受拉力时，可以带着纸带匀速下滑，平衡摩擦力 知识点3 测量和数据处理 项目 处理方法 测量质量 用天平测量小车质量。 测量加速度 ①逐差法； ②公式法（时，用）；计算比较 ③v-t图像法,斜率计算a 测量所受恒力 ①平衡摩擦力后，槽码质量小车质量，认为F=mg ②用弹簧测力计直接测量绳子上拉力（不需要） ③力学传感器将拉力数据传入计算机得到受力（不需要） 两种图像分析：①a-F图像 ②a-M图像和图像 得到a-M图像，但曲线不易分析；故采取“化曲为直”的方法，做图像 知识点4 实验结论和误差分析 结论：物体的加速度与物体所受合外力成正比，与物体的质量成反比。 常见a-F图像误差分析： （1）图线①在a轴上截距为正数，表明F=0时，小车就有加速度a=a0，即长木板的倾角过大，补偿阻力过度。 （2）图线②过原点，表明补偿阻力合适。当不满足时图线出现弯曲。 （3）图线③在F轴上截距为正数，表明小车受到的拉力F在范围内时，小车的加速度，即没有补偿阻力或补偿阻力不够 实验误差分析： ①系统误差： 实验中用槽码的重力mg代替小车所受的拉力，而实际上小车所受的拉力要略小于槽码的重力。可使槽码的质量远小于小车的质量以减小误差 ②偶然误差： 误差来源 解决方法 质量测量不准确 多次测量取平均值 计数点间的距离测量不准确 补偿阻力不到位 规范补偿阻力过程 纸带和细绳不严格与木板平行 使细绳和纸带与木板平行 作图不准确 使尽可能多的点落在直线上，不在直线上的点均匀地分布在直线两侧，误差较大的点舍去 拓展： 平衡摩擦力后，要求的原因 平衡摩擦力后，重物的重力使重物和小车共同加速运动。 设小车运动的加速度为a,则重物的加速度也为a, 根据牛顿第二定律，对于重物有 , 对于小车有 ,且, 两式联立可得 , 分析方程可以看出，只有当时，,重物的重力才等于小车受到的拉力，即 1 学科网（北京）股份有限公司 $