1、在每条纸带上选取一段比较理想的部分，测加速度a.描点作图，作aF的图象.保持小盘和砝码的质量m不变，改变小车质量m，重复步骤和，作a图象.1.注意事项（1）平衡摩擦力：适当垫高木板的右端，使小车的重力沿斜面方向的分力正好平衡小车和纸带受到的阻力.在平衡摩擦力时，不要把悬挂小盘的细绳系在小车上，让小车拉着穿过打点计时器的纸带匀速运动.（2）不重复平衡摩擦力.（3）实验条件：mm.（4）一先一后一按：改变拉力和小车质量后，每次开始时小车应尽量靠近打点计时器，并应先接通电源，后释放小车，且应在小车到达滑轮前按住小车.2.误差分析（1）因实验原理不完善引起的误差：本实验用小盘和砝码的总重力mg代替小车
2、的拉力，而实际上小车所受的拉力要小于小盘和砝码的总重力.（2）摩擦力平衡不准确、质量测量不准确、计数点间距测量不准确、纸带和细绳不严格与木板平行都会引起误差.3.数据处理（1）利用xaT2及逐差法求a.（2）以a为纵坐标，F为横坐标，根据各组数据描点，如果这些点在一条过原点的直线上，说明a与F成正比.（3）以a为纵坐标，为横坐标，描点、连线，如果该线为过原点的直线，就能判定a与m成反比.命题点一教材原型实验例1用图2甲所示装置探究物体的加速度与力的关系.实验时保持小车（含车中重物）的质量M不变，细线下端悬挂钩码的总重力作为小车受到的合力F，用打点计时器测出小车运动的加速度a.图2（1）关于实验
3、操作，下列说法正确的是（）A.实验前应调节滑轮高度，使滑轮和小车间的细线与木板平行B.平衡摩擦力时，在细线的下端悬挂钩码，使小车在线的拉力作用下能匀速下滑C.每次改变小车所受的拉力后都要重新平衡摩擦力D.实验时应先接通打点计时器电源，后释放小车（2）图乙为实验中打出纸带的一部分，从比较清晰的点迹起，在纸带上标出连续的5个计数点A、B、C、D、E，相邻两个计数点之间都有4个点迹未标出，测出各计数点到A点间的距离.已知所用电源的频率为50Hz，打B点时小车的速度v_m/s，小车的加速度a_ m/s2.（3）改变细线下端钩码的个数，得到aF图象如图丙所示，造成图线上端弯曲的原因可能是_.答案（1）A
4、D（2）0.3160.93（3）随所挂钩码质量m的增大，不能满足Mm.解析（1）在调节木板倾斜度平衡小车受到的滑动摩擦力时，不应悬挂钩码，故B错误；由于平衡摩擦力之后有MgsinMgcos，故tan ，所以无论小车的质量是否改变，小车所受的滑动摩擦力都等于小车的重力沿斜面方向的分力，改变小车所受的拉力，不需要重新平衡摩擦力，故C错误.（2）已知打点计时器电源频率为50 Hz，则纸带上相邻计数点间的时间间隔为T50.02 s0.1 s根据xaT2可得：xCExACa（2T）2，小车运动的加速度为am/s20.93 m/s2B点对应的速度：vBm/s0.316 m/s，（3）随着力F的增大，即随所
5、挂钩码质量m的增大，不能满足Mm，因此图线上部出现弯曲现象.1.（1）我们已经知道，物体的加速度a同时跟合外力F和质量M两个因素有关.要研究这三个物理量之间的定量关系，需采用的思想方法是_.（2）某同学的实验方案如图3所示，她想用砂桶的重力表示小车受到的合外力F，为了减少这种做法带来的实验误差，她先做了两方面的调整措施：图3a.用小木块将长木板无滑轮的一端垫高，目的是_.b.使砂桶的质量远小于小车的质量，目的是使拉小车的力近似等于_.（3）该同学利用实验中打出的纸带求加速度时，处理方案有两种：A.利用公式a计算B.根据逐差法利用a两种方案中，选择方案_比较合理.答案（1）控制变量法（2）平衡摩
6、擦力砂桶的重力（3）B2.为了“探究加速度与力、质量的关系”，现提供如图4所示的实验装置：图4（1）以下实验操作正确的是（）A.将木板不带滑轮的一端适当垫高，使小车在砝码及砝码盘的牵引下恰好做匀速运动B.调节滑轮的高度，使细线与木板平行C.先接通电源后释放小车D.实验中小车的加速度越大越好（2）在实验中，得到一条如图5所示的纸带，已知相邻计数点间的时间间隔为T0.1s，且间距x1、x2、x3、x4、x5、x6已量出分别为3.09cm、3.43cm、3.77cm、4.10cm、4.44cm、4.77cm，则小车的加速度a_m/s2.（结果保留两位有效数字）图5（3）有一组同学保持小车及车中的砝码
7、质量一定，探究加速度a与所受外力F的关系，他们在轨道水平及倾斜两种情况下分别做了实验，得到了两条aF图线，如图6所示.图线_是在轨道倾斜情况下得到的（填“”或“”）；小车及车中砝码的总质量m_kg.图6答案（1）BC（2）0.34（3）0.5解析（1）将不带滑轮的木板一端适当垫高，在不挂钩码的情况下使小车恰好做匀速运动，以使小车的重力沿斜面的分力和摩擦力抵消，那么小车的合力就是细线的拉力，故选项A错误；细线的拉力为小车的合力，所以应调节定滑轮的高度使细线与木板平行，故B正确；实验时，应使小车靠近打点计时器由静止释放，先接通电源后释放小车，故选项C正确；实验时，为了减小实验的误差，小车的加速度应
8、适当大一些，但不是越大越好.故D错误.（2）根据逐差法得：a0.34 m/s2.（3）由图线可知，当F0时，a0，也就是说当细线上没有拉力时小车就有加速度，所以图线是轨道倾斜情况下得到的，根据Fma得aF图象的斜率k，由aF图象得图象斜率k2，所以m0.5 kg.命题点二实验拓展创新例2（2016全国23）某物理课外小组利用图7中的装置探究物体加速度与其所受合外力之间的关系.图中，置于实验台上的长木板水平放置，其右端固定一轻滑轮；轻绳跨过滑轮，一端与放在木板上的小滑车相连，另一端可悬挂钩码.本实验中可用的钩码共有N5个，每个质量均为0.010kg.实验步骤如下：图7（1）将5个钩码全部放入小车
9、中，在长木板左下方垫上适当厚度的小物块，使小车（和钩码）可以在木板上匀速下滑.（2）将n（依次取n1,2,3,4,5）个钩码挂在轻绳右端，其余Nn个钩码仍留在小车内；用手按住小车并使轻绳与木板平行.释放小车，同时用传感器记录小车在时刻t相对于其起始位置的位移s，绘制st图象，经数据处理后可得到相应的加速度a.（3）对应于不同的n的a值见下表.n2时的st图象如图8所示；由图求出此时小车的加速度（保留2位有效数字），将结果填入下表.n12345a/（ms2）0.200.580.781.00图8（4）利用表中的数据在图9中补齐数据点，并作出an图象.从图象可以看出：当物体质量一定时，物体的加速度与
10、其所受的合外力成正比.图9（5）利用an图象求得小车（空载）的质量为_kg（保留2位有效数字，重力加速度取g9.8ms2）.（6）若以“保持木板水平”来代替步骤（1），下列说法正确的是_（填入正确选项前的标号）A.an图线不再是直线B.an图线仍是直线，但该直线不过原点C.an图线仍是直线，但该直线的斜率变大答案（3）0.39（4）见解析图（5）0.44（6）B解析（3）因为小车做初速度为零的匀加速直线运动，将图中点（2,0.78）代入sat2可得，a0.39m/s2.（4）根据描点法可得如图所示图线.（5）根据牛顿第二定律可得nmg（M5m）a，则an，图线斜率k，可得M0.44kg（6）若
11、保持木板水平，则小车运动中受到摩擦力的作用，n的数值相同的情况下，加速度a变小，直线的斜率变小.绳的拉力等于摩擦力时，小车才开始运动，图象不过原点，选项B正确.利用图象处理数据的方法技巧1.利用图象处理实验数据是实验中最常用的方法，解决本题的基本对策是写出图象对应的函数，困难便迎刃而解.2.画an图象时，所画直线要符合以下要求：让尽可能多的点落在直线上；不能落在直线上的点要均匀分布于直线的两侧；一定要利用直尺画线.例3（2015新课标全国22）某同学用图10（a）所示的实验装置测量物块与斜面之间的动摩擦因数.已知打点计时器所用电源的频率为50Hz，物块下滑过程中所得到的纸带的一部分如图（b）所
12、示，图中标出了五个连续点之间的距离.图10（1）物块下滑时的加速度a_m/s2，打C点时物块的速度v_ m/s；（2）已知重力加速度大小为g，为求出动摩擦因数，还必须测量的物理量是_（填正确答案标号）.A.物块的质量B.斜面的高度C.斜面的倾角答案（1）3.251.79（2）C解析（1）根据纸带数据可知，加速度a3.25m/s2；打C点时物块的速度vC1.79m/s.（2）由牛顿第二定律得加速度agsingcos，所以要求出动摩擦因数，还必须测量的物理量是斜面的倾角.3.在用DIS研究小车加速度与外力的关系时，某实验小组先用如图11（a）所示的实验装置，重物通过滑轮用细线拉小车，在小车和重物之
13、间接一个不计质量的微型力传感器，位移传感器（发射器）随小车一起沿水平轨道运动，位移传感器（接收器）固定在轨道一端，实验中力传感器的拉力为F，保持小车包括位移传感器（发射器）的质量不变，改变重物重力重复实验若干次，得到加速度与外力的关系如图（b）所示.图11（1）小车与轨道的滑动摩擦力Ff_N.（2）从图象中分析，小车包括位移传感器（发射器）的质量为_kg.（3）该实验小组为得到a与F成正比的关系，应将斜面的倾角调整到tan_.答案（1）0.67（2）0.67（3）0.1解析（1）根据图象可知，当F0.67 N时，小车开始有加速度，则Ff0.67 N，（2）根据牛顿第二定律aF，则aF图象的斜率
14、表示小车包括位移传感器（发射器）质量的倒数，则M0.67 kg.（3）为得到a与F成正比的关系，则应该平衡摩擦力，则有：MgsinMgcos解得：tan ，根据FfMg得：0.1所以tan 0.1.4.如图12所示，某同学设计了一个测量滑块与木板间的动摩擦因数的实验装置，装有定滑轮的长木板固定在水平实验台上，木板上有一滑块，滑块右端固定一个动滑轮，钩码和弹簧测力计通过绕在滑轮上的轻绳相连，放开钩码，滑块在长木板上做匀加速直线运动.图12（1）实验得到一条如图13所示的纸带，相邻两计数点之间的时间间隔为0.1s，由图中的数据可知，滑块运动的加速度大小是_m/s2.（计算结果保留两位有效数字）图13（2）读出弹簧测力计的示数F，处理纸带，得到滑块运动的加速度a；改变钩码个数，重复实验.以弹簧测力计的示数F为纵坐标，以加速度a为横坐标，得到的图象是纵轴截距为b的一条倾斜直线，如图14所示.已知滑块和动滑轮的总质量为m，重力加速度为g，忽略滑轮与绳之间的摩擦.则滑块和木板之间的动摩擦因数_.图14答案（1）2.4（2） 解析（1）加速度am/s22.4 m/s2（2）滑块受到的拉力FT为弹簧测力计示数的两倍，即：FT2F滑块受到的摩擦力为：Ffmg由牛顿第二定律可得：FTFfma解得力F与加速度a的函数关系式为：Fa由图象所给信息可得图象截距为：b.
