探究加速度与物体的质量、物体受力的关系.ppt

实验三探究加速度与物体的质量、物体受力的关系1.学会用控制变量法研究物理规律
2.探究加速度与物体的质量及受力的关系
3.掌握利用图象处理数据的方法探究加速度a与力F及质量M的关系时，应用的基本方法是控制变量法，即先控制一个参量——小车的质量M不变，探究加速度a与力F的关系；再控制小盘和砝码的质量不变，即力F不变，探究加速度a与小车质量M的关系.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、夹子、细绳、低压交流电源、导线、天平、刻度尺、砝码、薄木块.1.用天平测量小盘的质量m0和小车的质量M0
2.按照如图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)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，反复移动薄木块的位置，直至小车在斜面上运动时可以保持匀速运动状态，这时小车拖着纸带运动时受到的摩擦力恰好与小车所受重力在斜面方向上的分力平衡
4.把细绳系在小车上并绕过定滑轮悬挂小盘，小盘里放砝码，先接通电源再放开小车，打点计时器在纸带上打下一系列的点.计算小盘和砝码的重力，在小盘和砝码的质量远小于小车质量的条件下，可以认为等于小车所受的合外力，由纸带计算出小车的加速度，并把力和对应的加速度填入表(一)中5.改变小盘内砝码的个数，重复步骤4，并多做几次
6.保持小盘内的砝码个数不变，在小车上放上砝码改变小车的质量，让小车在木板上滑动打出纸带.计算砝码和小车的总质量M，并由纸带计算出小车对应的加速度
7.改变小车上砝码的个数，重复步骤6，并将所对应的质量和加速度填入表(二)中表(一)表(二)二、数据处理
1.需要计算各种情况下所对应的小车的加速度，可使用“研究
匀变速直线运动”的方法：先在纸带上标明计数点，测量各计
数点间的距离，根据逐差法计算各条纸带对应的加速度
2.需要记录各组对应的加速度a与小车所受牵引力F，然后建立
直角坐标系，用纵坐标表示加速度a，横坐标表示作用力F，描
点画a-F图象，如果图象是一条过原点的倾斜直线，便证明加速
度与作用力成正比.再记录各组对应的加速度a与小车和砝码总质量M，然后建立直角坐标系，用纵坐标表示加速度a，横坐标
表示总质量的倒数描点画a-图象，如果图象是一条过原
点的倾斜直线，就证明了加速度与质量成反比1.因实验原理不完善引起的误差
以小车、小盘和砝码整体为研究对象得mg=(M+m)a;以小车为研究对象得F=Ma;求得

本实验用小盘和砝码的总重力mg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.小盘和砝码的总质量越小于小车的质量，由此引起的误差就越小.因此，满足小盘和砝码的总质量远小于小车的质量的目的就是减小因实验原理不完善而引起的误差2.摩擦力平衡不准确造成误差，在平衡摩擦力时，除了不挂小盘外，其他的均与正式实验一样(比如要挂好纸带、接通打点计时器)，匀速运动的标志是打点计时器打出的纸带上各相邻两点间的距离相等
3.质量的测量误差、纸带上打点计时器打点间隔距离的测量误差、细绳或纸带不与木板平行等都会引起误差1.在平衡摩擦力时，不要把悬挂小盘的细绳系在小车上，即不要给小车加任何牵引力，并要让小车拖着纸带匀速运动
2.整个实验平衡了摩擦力后，不管以后是改变小盘和砝码的总质量还是改变小车和砝码的总质量，都不需要重新平衡摩擦力
3.每条纸带都必须在满足小车的质量远大于小盘和砝码的总质量的条件下打出.只有如此，小盘和砝码的总重力才可视为小车受到的拉力4.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，再放开小车，且应在小车到达定滑轮前按住小车
5.作图象时，要使尽可能多的点在所作直线上，不在直线上的点应尽可能对称地分布在所作直线两侧
6.作图时两轴标度比例要适当，各量须采用国际单位.这样作图线时，坐标点间距不至于过密，误差会小些7.为提高测量精度
(1)应舍掉纸带上开头比较密集的点，在后边便于测量的地方找一个起点.
(2)可以把每打五次点的时间作为时间单位，即从开始点起，每五个点标出一个计数点，则相邻计数点间的时间间隔为T=0.1s.本实验中可以用气垫导轨来代替长木板,这样就省去了平衡小车摩擦力的麻烦,小车的加速度也可以利用传感器,借助于计算机来处理实验原理和实验器材的分析
【例证1】(2011·浙江高考)在“探究加速度与力、质量的关系”
实验时，已提供了小车、一端附有定滑轮的长木板、纸带、带
小盘的细线、刻度尺、天平、导线.为了完成实验，还须从图中
选取实验器材，其名称是___；并分别写出所选器材的作用___.【规范解答】为测量小车的加速度，需记录小车运动的位置和时间，这可利用打点计时器和纸带完成.所以，实验中应有打点计时器.实验中需要改变小车的质量，这可通过在小车上添加钩码来实现，所以实验中应