第三节理解教材新知把握热点考向应用创新演练第四章知识点一知识点二考向一随堂基础巩固课时跟踪训练考向二1物体的加速度与合外力物体的加速度与合外力成正比，与成正比，与质量成反比。量成反比。2在探究加速度与力、在探究加速度与力、质量的定量关系量的定量关系时，用控制，用控制变量法。量法。自学教材自学教材 保持滑保持滑块质量不量不变，通，通过增减砝增减砝码的数量来的数量来改改变 的大小，得出的大小，得出质量不量不变时物体加速度物体加速度与所受与所受 之之间的定量关系。的定量关系。拉力拉力合外力合外力重点重点诠释1气气垫导轨实验装置装置(1)气气垫导轨实验装置主要是由装置主要是由导轨、滑、滑块、气、气源、光源、光电门、光、光电数字数字计时器等器等组成的。成的。图431(2)滑滑块在气在气垫导轨上运上运动，导轨上的小孔上的小孔喷出的气流使滑出的气流使滑块悬浮在浮在导轨上，使滑上，使滑块所受所受的摩擦力减小到可忽略不的摩擦力减小到可忽略不计的的程度。如程度。如图431所示。所示。(3)气源是一个用于将气体气源是一个用于将气体压进导轨的装置。的装置。(4)光光电门是一个接在是一个接在导轨上方用于采集上方用于采集测量数据的量数据的工具。通工具。通电后有一束光从光后有一束光从光电门的一的一边经过“门”的中的中间到达另一到达另一边，光，光线被被挡住或未被住或未被挡住所采集的数据是不住所采集的数据是不一一样的。光的。光电门由由电源供源供电，采集的数据以，采集的数据以电信号的形信号的形式式输入到光入到光电数字数字计时器中。如器中。如图432所示。所示。图432 (5)光光电数字数字计时器是一个可以将采集信息的器是一个可以将采集信息的时间显示出来的示出来的仪器。器。现在改在改进后的光后的光电计时器不但器不但具有具有计时功能，功能，还可以将物体通可以将物体通过两光两光电门时的速的速度直接度直接显示出来。示出来。2实验探究探究过程程(1)实验目的：目的：探究探究质量一定量一定时，物体的加速度与所受合外力的定，物体的加速度与所受合外力的定量关系。量关系。(2)实验原理：原理：滑滑块所受拉力所受拉力F的求法：若滑的求法：若滑块质量量较大，大，则滑滑块所受的拉力近似地等于砝所受的拉力近似地等于砝码的重力。的重力。(3)实验装置：装置：气气垫导轨全套装置。全套装置。(4)实验步步骤：让滑滑块在砝在砝码拉力的作用下做加速运拉力的作用下做加速运动，记录下滑下滑块通通过光光电门的速度、砝的速度、砝码的的质量、两光量、两光电门间的距离。的距离。保持滑保持滑块质量不量不变，增加，增加(或减少或减少)砝砝码，改，改变对滑滑块的拉力的大小，重复的拉力的大小，重复3次。次。设计实验表格如下表所示，将滑表格如下表所示，将滑块质量不量不变时的的实验数据数据记录入表格并入表格并进行分析。滑行分析。滑块质量量M _kg砝砝码的的质量量m(kg)滑滑块所受拉力的近所受拉力的近似似值F(N)滑滑块通通过光光电门1的速度的速度v1(ms1)滑滑块通通过光光电门2的速度的速度v2(ms1)两光两光电门间的距离的距离s(m)滑滑块加速度的加速度的计算算值a(ms2)图433实验数据的数据的图像表示：像表示：用用纵坐坐标表示物体的加速度，用横表示物体的加速度，用横坐坐标表示物体所受的合外力，由数据作表示物体所受的合外力，由数据作出出aF关系关系图像，如像，如图433所示。所示。(5)实验结论：由数据和由数据和图像分析得出的像分析得出的结论：当物体：当物体质量不量不变时，物体的加速度大小与物体的加速度大小与牵引力的大小成正比。引力的大小成正比。(6)注意事注意事项：气源不能气源不能长时间供气供气(不要超不要超过3分分钟)。精密精密仪器，小心操作，不要用力器，小心操作，不要用力过大。大。注意注意设备使用安全使用安全问题、用、用电的安全的安全问题。特特别提醒提醒为了保了保证滑滑块所受的拉力近似地等于砝所受的拉力近似地等于砝码的重的重力，力，实验过程中程中应使砝使砝码质量量远小于滑小于滑块的的质量，量，一般要使一般要使10m码m滑滑。1在在“探究加速度与外力、探究加速度与外力、质量的关系量的关系”的的实验中，如中，如果果测得某一物体得某一物体质量量M一定一定时，a与与F的关系的有关的关系的有关数据数据资料如下表所示：料如下表所示：a/(ms2)1.984.065.958.12F/N1.002.003.004.00(1)根据表中数据，画出根据表中数据，画出aF图像。像。(2)由由aF图像可以判定：当像可以判定：当M一定一定时，a与与F的关系的关系为_。解析：解析：(1)根据根据实验数据，以加速度数据，以加速度为纵轴，以外力，以外力为横横轴，描点作，描点作aF图像如像如图所示。所示。(2)由由图可知可知aF图像是一条直像是一条直线，故可得，在小，故可得，在小车质量量M一定一定时，加速度，加速度a与外力与外力F成正比。成正比。答案：答案：见解析解析自学教材自学教材保持砝保持砝码的的质量不量不变，以，以维持滑持滑块所受的所受的 不不变，通通过在滑在滑块上增加或减少橡皮泥来改上增加或减少橡皮泥来改变滑滑块的的 ，得出，得出物体受力不物体受力不变时加速度与加速度与 之之间的定量关系。的定量关系。合外力合外力质量量质量量重点重点诠释1实验目的目的探究物体所受合外力一定探究物体所受合外力一定时，物体的加速度与，物体的加速度与质量量的定量关系。的定量关系。2实验原理原理(1)质量的求法：滑量的求法：滑块的的质量橡皮泥的量橡皮泥的质量。量。(2)加速度的求法：由加速度的求法：由v22v122as求得。求得。3实验装置装置气气垫导轨全套装置。全套装置。4实验过程程(1)让滑滑块在砝在砝码拉力的作用下做加速运拉力的作用下做加速运动，记录下滑下滑块通通过光光电门的速度、砝的速度、砝码的的质量、两光量、两光电门间的距离。的距离。(2)保持滑保持滑块牵引力不引力不变，用橡皮泥增加，用橡皮泥增加(或减少或减少)滑滑块的的质量的大小，重复量的大小，重复3次。次。(3)设计实验表格如下表所示，将表格如下表所示，将对滑滑块牵引力不引力不变时的的实验数据数据记录入表格并入表格并进行分析。行分析。对滑滑块的的牵引力引力F _ N。滑滑块(含橡皮泥的含橡皮泥的质量量)的的质量量M(kg)滑滑块(含橡皮泥含橡皮泥)的的质量的倒数量的倒数(1/M)(kg1)滑滑块通通过光光电门1的速度的速度v1(ms1)滑滑块通通过光光电门2的速度的速度v2(ms1)两光两光电门间的距离的距离s(m)滑滑块加速度的加速度的计算算值a(ms2)(5)实验数据的数据的图像表示：像表示：为了将上述表格中的数据表示出来，用了将上述表格中的数据表示出来，用纵坐坐标表示表示物体的加速度，若用横坐物体的加速度，若用横坐标表示物体的表示物体的质量，量，则由由实验数据作出数据作出aM关系如关系如图434甲所示；若用横坐甲所示；若用横坐标表表示示质量的倒数，量的倒数，则由由实验数据作出数据作出a1/M关系关系图像如像如图434乙所示。乙所示。图4345实验结论由数据和由数据和图像分析得出的像分析得出的结论：当物体所受：当物体所受合外力不合外力不变时，物体的加速度大小与，物体的加速度大小与质量的倒数量的倒数成正比。成正比。2在某一次在某一次实验中，当物体受到合外力一定中，当物体受到合外力一定时，测得加速度与得加速度与质量的关系数据量的关系数据(实验装置如装置如图435所示所示)如下表所示，由此定性分析加速度如下表所示，由此定性分析加速度a与与质量量M的关系。的关系。图435实验次数次数1234小小车质量量M/kg2.001.501.251.00加速度加速度a/(ms2)2.042.663.233.98解析：解析：分析分析实验数据可得出数据可得出结果：物体果：物体质量从量从2.00 kg到到1.00 kg越来越小，其越来越小，其对应的加速度从的加速度从2.04 m/s2到到3.98 m/s2越来越大。此越来越大。此时的条件是：物体所受合外力保持不的条件是：物体所受合外力保持不变。即。即当物体所受的合外力保持不当物体所受的合外力保持不变时，物体的，物体的质量越小，量越小，则其其加速度越大。加速度越大。这就是加速度与就是加速度与质量的定性关系。量的定性关系。答案：答案：见解析解析表一表一F/N1.002.003.004.00a/(ms2)1.903.955.857.62表二表二(1)在在图436所示的相所示的相应坐坐标系中根据表一、系中根据表一、表二所表二所给数据作出确定物理量的数据作出确定物理量的图像。像。图436答案答案(1)如如图所示所示借借题发挥描点作描点作图像像时，标度要度要选取合理；作取合理；作图像像时要要注意注意让尽可能多的点在直尽可能多的点在直线上，不在直上，不在直线上的点尽上的点尽量均匀分布于直量均匀分布于直线两两侧，在平衡摩擦力前提下，在平衡摩擦力前提下，图像像应为一一过原点的直原点的直线，这也是也是验证作作图是否正确是否正确的重要依据。的重要依据。例例2用如用如图437甲所示的装置研究甲所示的装置研究质量一定量一定时加速度与作用力的关系，研究的加速度与作用力的关系，研究的对象是放在象是放在长木板上的木板上的小小车，小，小车的的质量量为M，长木板是水平放置的。小木板是水平放置的。小车前前端拴着端拴着细绳，跨，跨过定滑定滑轮，下面吊着砂桶。，下面吊着砂桶。实验中中认为细绳对小小车的作用力的作用力F等于砂和桶的等于砂和桶的总重力重力mg。用改。用改变砂的砂的质量的量的办法来改法来改变对小小车的作用力的作用力F，用打点，用打点计时器器测出小出小车的加速度的加速度a，得出若干，得出若干组F和和a的数据。然后根据的数据。然后根据测得的数据作出得的数据作出aF图像。一学生作出如像。一学生作出如图乙所示的乙所示的图像，像，发现横横轴上的截距上的截距OA较大，明大，明显超出了偶然超出了偶然误差差的范的范围，这是由于在是由于在实验中中_。图437思路点思路点拨正确理解正确理解实验原理并原理并结合受力分合受力分析可得析可得结论。解析解析细绳对小小车的拉力的拉力F达到一定的数达到一定的数值前，前，小小车仍静止，表示木板的摩擦力不能忽略，同仍静止，表示木板的摩擦力不能忽略，同时也也表明表明该同学做同学做实验时，没有平衡摩擦力或平衡摩擦，没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不力不够。答案答案未平衡摩擦力或平衡摩擦力不未平衡摩擦力或平衡摩擦力不够图438 在上例在上例实验中，某同学中，某同学为研究加研究加速度和力的关系，根据速度和力的关系，根据测得的多得的多组数数据画出了据画出了aF关系关系图线，如，如图438所示。此所示。此图线的的AB段明段明显偏离直偏离直线，造成此造成此误差的主要原因是差的主要原因是()A小小车与木板之与木板之间存在摩擦存在摩擦B木板保持了水平状木板保持了水平状态C所挂砂桶及砂的所挂砂桶及砂的总质量太大量太大D所用小所用小车的的质量太大量太大答案：答案：C