高考物理 实验四探究加速度与力、质量的关系复习课件 沪科.ppt

实验四探究加速度与力、质量的关系知识要点归纳实验原理控制变量法即在所研究的问题中有两个以上的参量在发生牵连变化时可以控制某个或某些量不变只研究其中两个量之间的变化关系的方法这也是物理学中研究问题时经常采用的方法．本实验中研究的参量为F、m和a可以控制参量m一定研究F与a的关系也可控制参量F一定研究m与a的关系．实验器材打点计时器、纸带及复写纸、小车、一端附有定滑轮的长木板、小盘和砝码、细绳、低压交流电源、导线、天平、刻度尺．过程分析导引3．平衡摩擦力：小车的尾部挂上纸带纸带穿过打点计时器的限位孔将木板无滑轮的一端稍微垫高一些使小车在不挂小盘和砝码的情况下能沿木板做匀速直线运动．这样小车所受重力沿木板的分力与小车所受滑动摩擦力平衡．在保证小盘和砝码的质量远小于小车质量的条件下可以近似认为小盘和砝码的总重力大小等于小车所受的合外力的大小．4．把小车停在打点计时器处挂上小盘和砝码先接通电源再让小车拖着纸带在木板上匀加速下滑打出一条纸带．计算小盘和砝码的重力即为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)三、误差分析1．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、拉线或纸带不与木板平行等都会造成误差．2．因实验原理不完善造成误差：本实验中用小盘和砝码的总重力代替小车受到的拉力(实际上小车受到的拉力要小于小盘和砝码的总重力)存在系统误差．小盘和砝码的总质量越接近小车的质量误差就越大；反之小盘和砝码的总质量越小于小车的质量误差就越小．3．平衡摩擦力不准造成误差：在平衡摩擦力时除了不挂小盘外其他的都跟正式实验一样(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点的距离相等．四、注意事项1．在平衡摩擦力时不要把悬挂小盘的细线系在小车上即不要给小车加任何牵引力并要让小车拖着打点的纸带运动．2．实验步骤2、3不需要重复即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．每条纸带必须在满足小车与车上所加砝码的总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滑轮前按住小车．5．作图像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分布在所作直线两侧．6．作图时两轴标度比例要选择适当．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．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而相邻计数点间的时间间隔为T＝0.1s.实验典例精析图3－4－2(2)平衡摩擦力后将5个相同的砝码都放在小车上．挂上砝码盘然后每次从小车上取一个砝码添加到砝码盘中测量小车的加速度．小车的加速度a与砝码盘中砝码总重力F的实验数据如下表：请根据实验数据作出a－F的关系图像．图3－4－3(3)根据提供的实验数据作出的a－F图线不通过原点请说明主要原因．【答案】(1)0.16(0.15也可)(2)如图3－4－4所示(3)见解析【思维升华】能够灵活求解物体的加速度因题中只有三个数值则由Δs＝aT2求解而不能用逐差法求解．(2010年高考山东卷)某同学设计了如图3－4－5所示的装置来探究加速度与力的关系．弹簧秤固定在一合适的木板上桌面的右边缘固定一支表面光滑的铅笔以代替定滑轮细绳的两端分别与弹簧秤的挂钩和矿泉水瓶连接．在桌面上画出两条平行线MN、PQ并测出间距d.开始时将木板置于MN处现缓慢向瓶中加水直到木板刚刚开始运动为止记下弹簧秤的示数F0以此表示滑动摩擦力的大小．再将木板放回原处并按住继续向瓶中加水后记下弹簧秤的示数F1然后释放木板并用秒表记下木板运动到PQ处的时间t.(1)木板的加速度可以用d、t表示为a＝________；为了减小测量加速度的偶然误差可以采用的方法是(一种即可)________________________________________________________________________.(2)改变瓶中水的质量重复实验确定加速度a与弹簧秤示数F1的关系．下列图像能表示该同学实验结果的是________．(3)用加水的方法改变拉力的大小与挂钩码的方法相比它的优点是__