实验：探究加速度与力、质量的关系.doc

实验四探究加速度与力、质量的关系
1.实验原理
（1)保持质量不变,探究加速度跟合外力的关系.
(2)保持合外力不变，探究加速度与质量的关系。
(3)作出a－F图象和a－eq\f（1，m）图象，确定其关系.
2.实验器材
小车、砝码、小盘、细绳、一端附有定滑轮的长木板、垫木、打点计时器、低压交流电源、导线两根、纸带、天平、米尺.
3。实验步骤
(1)测量:用天平测量小盘和砝码的质量m′和小车的质量m。
（2)安装：按照如图1所示装置把实验器材安装好，只是不把悬挂小盘的细绳系在小车上（即不给小车牵引力)。
图1
(3)平衡摩擦力：在长木板的不带定滑轮的一端下面垫上一块薄木块，使小车能匀速下滑.
(4)操作：①小盘通过细绳绕过定滑轮系于小车上,先接通电源后放开小车,断开电源，取下纸带编号码.
②保持小车的质量m不变，改变小盘和砝码的质量m′,重复步骤①.
③在每条纸带上选取一段比较理想的部分，测加速度a。
④描点作图，作a－F的图象.
⑤保持小盘和砝码的质量m′不变，改变小车质量m,重复步骤①和③，作a－eq\f（1，m)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：m≫m′.
（4)一先一后一按：改变拉力或小车质量后,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）实验原理不完善：本实验用小盘和砝码的总重力m′g代替小车的拉力,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Δx＝aT2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,eq\f（1,m)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某次探究加速度a跟物体所受合力F和质量m的关系实验.
图2
(1)图2甲所示为实验装置图.图乙为某次实验得到的一段纸带，计数点A、B、C、D、E间的时间间隔为0。1s.根据纸带可求出小车的加速度大小为______m/s2(结果保留两位有效数字）.
(2)保持小车质量不变，改变砂和砂桶质量，进行多次测量。根据实验数据作出了加速度a随拉力F的变化图线，如图3所示。图中直线没有通过原点,其主要原因是_________________
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图3
（3）保持砂和砂桶质量不变,改变小车中砝码质量，进行多次测量，得到小车加速度a、质量m及其对应的eq\f(1，m）的数据如表中所示：
实验次数12345678小车加速度a/(m·s－2)1.901.721.491.251.000。750.500.30小车和砝码质量m/kg0。250.290。330.400.500。711。001。67eq\f(1，m)/kg－14。003.453。032。502。001。411。000.60a.请在图4坐标纸中画出a－eq\f（1,m）图线。
图4
b.根据作出的a－eq\f（1,m）图象可以得到的结论是_______________________________________
__________________________________________________________________________。
答案（1)0。43（2)实验前未平衡摩擦力(或平衡摩擦力不充分)(3）a.如图所示
b。图线为过原点的直线，表明在合外力一定时，加速度跟质量成反比
变式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5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5
a.用小木块将长木板无滑轮的一端垫高，目的是___________________________________
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b。使砂桶的质量远小于小