4.2 实验：探究加速度与力、质量的关系 课件(人教版必修1).ppt

方案： 利用打点计时器来探究加速度与力、质量的关系 一. 实验方案的设计 三个物理量的测量方法——近似法 本实验的研究对象：放在长木板上的小车在拉力的作用下做匀加速直线运动．(装置如图所示)． (1)小车质量的测量 利用 测出，在小车上 砝码 可改变小车的质量． (2)拉力的测量 当小桶和砂的质量 小车的 质量时，可以认为小桶和砂的重力 近似等于对小车的拉力，即F≈mg. (3)加速度的测量：逐差法． 天平 增减 远小于 二、实验步骤 1．用天平测出小车的质量M，并把数值记录下来． 2．按图所示的装置把实验器材安装好． 3．平衡摩擦力：在长木板不带定滑轮的一端下面垫一木块，多次移动木块位置，直到轻推小车，使小车在斜面上运动时可保持匀速直线运动为止． 4．在小桶里放入适量的砂，在小车上加放适量的砝码，用天平测出小桶和砂的质量m，并记录下来．接通电源，放开小车，待打点计时器在纸带上打好点后取下纸带． 次数 1 2 3 4 5 6 小车加速度 a/(m·s－2) 砂和小桶的 质量m/kg 拉力F/N 5．保持小车的质量不变，改变砂和小桶的质量，按步骤4再做5次实验 6．在每条纸带上选取一段比较理想的部分，算出每条纸带对应的加速度的值并记录在表格的相应位置. 7.用纵坐标表示加速度，横坐标表示作用力，根据实验结果画出小车运动的a-F 图象，从而得出a-F 的关系． 次数 1 2 3 4 5 6 小车加速度 a/(m·s－2) 小车质量M/kg 1/M/(kg－1 ) 8．保持砂和小桶的质量不变，在小车上加放砝码，重复上面的实验，求出相应的加速度，并设计表格如下．根据实验结果画出小车运动的a-1/M 图象，从而得出a-M 的关系. 9.整理实验器材，结束实验． 三 .注意事项 1．实验中应先接通电源后释放小车． 2．在平衡摩擦力时，不要悬挂小桶，但小车应连着纸带且接通电源．用手轻轻地给小车一个初速度，如果在纸带上打出的点的间隔均匀，表明小车受到的阻力跟它受到的重力沿斜面向下的分力平衡． 3．改变砂的质量过程中，要始终保证砂桶(包括砂)的质量远小于小车的质量． 4．作图时应使所作的直线通过尽可能多的点，不在直线上的点也要尽可能的分布在直线的两侧，但若遇到个别偏离较远的点可舍去． 2．实验数据的处理方法—图象法、“化曲为直”法 (1)研究加速度a 和力F 的关系 以加速度a 为纵坐标，以力F 为横坐标，根据测量数据描点，然后作出图象，如图所示，若图象是一条 ，就能说明a 与F 成正比． 通过原点的直线 (2)研究加速度a 与物体质量m 的关系 如图甲所示，因为a-m 图象是曲线，检查a-m 图象是不是双曲线，就能判断它们之间是不是反比例关系，但检查这条曲线是不是双曲线，相当困难． 若a 和m 成反比，则a与1/m 必成 ．我们采取“化曲为直”的方法，以a 为纵坐标，以1/m 为横坐标，作出a-1/m 图象，若a-1/m 图象是一条直线，如图乙所示，说明a 与1/m 成　　，即a 与m 成　　． 正比 正比 反比 结论： 1、保持质量不变，加速度和力 成正比 2、保持力不变，加速度和质量 成反比 小结： 探究思想：质疑-猜想-设计方案-验证-结论 探究方法：控制变量法 探究过程： 探究结论：加速度和力成正比和质量成反比 1、利用打点计时器 2、利用数据采集器 1、不直接测小车加速度能否找到几个物理量之间的关系 2、实验在操作时应注意砝码质量要远小于小车质量，为什么要这样做？ 课下思考 若 由 有： 根据初速度为零的匀加速直线运动的位移公式可知：在相同的时间内，加速度和位移成正比。 某实验小组利用图所示的装置探究加速度与力、质量的关系． (1)下列做法正确的是________(填字母代号)． A．调节滑轮的高度，使牵引木块的细绳与长木板保持平行 B．在调节木板倾斜度平衡木块受到的滑动摩擦力时，将装有砝码的砝码桶通过定滑轮拴在木块上 C．实验时，先放开木块再接通打点计时器的电源 D．通过增减木块上的砝码改变质量时，不需要重新调节木板倾斜度 平衡摩擦力时，不能挂砝码和砝码桶 先接通电源 再放开木块 AD (2)图是甲、乙两同学根据实验数据画出的图象． 形成图线甲的原因是______________________________． 形成图线乙的原因是_____________________________