必修1_第3章_第3单元.pptVIP

一、实验目的 1．学会用控制变量法研究物理规律． 2．验证牛顿第二定律． 3．掌握利用图象处理数据的方法． 二、实验原理 控制变量法，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．;三、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；夹子；细绳；低压交流电源；导线；天平；刻度尺． 四、实验步骤 1．用天平测出小车和小盘的质量M和M′，把数值记录下来． 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线系在小车上(即不给小车加牵引力)．;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，反复移动木板的位置，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滑轮悬挂小盘且让小车靠近打点计时器，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．打点完成后切断电源，取下纸带，在纸带上标上纸带号码． 5．保持小车及车内砝码的质量不变，在小盘内放入质量为m′的砝码，重复步骤4.在小盘内分别放入质量为m″， ，…的砝码，再重复步骤4.m′，m″， …的数值都要记录在纸带上(或表格内)．;6．在每条纸带上都选取一段比较理想的部分，标明计数点，测量计数点间的距离，算出每条纸带上的加速度的值． 7．用纵坐标表示加速度，横坐标表示力，根据实验结果在坐标平面上画出相应的点．若这些点在一条直线上，便证明了加速度与作用力成正比． 8．保持砝码和小盘的质量不变，在小车上依次加砝码(也需作好记录)，重复上述步骤，用纵坐标表示加速度a，横坐标表示小车砝码总质量的倒数，在坐标平面上根据实验结果画出相应的点，如果这些点是在一条直线上，就证明加速度与质量成反比．;五、数据处理 1．把小车在不同力作用下产生的加速度填在下表中：;2．把不同质量的小车在相同力作用下产生的加速度填在下表中：;六、注意事项 1．一定要做好平衡摩擦力的工作，也就是调出一个合适的斜面，使小车的重力沿着斜面方向的分力正好平衡小车受的摩擦阻力．在平衡摩擦力时，不要把悬挂重物的细线系在小车上，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，不管以后是改变重物质量，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重物质量的条件下打出．只有如此，重物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，可以采取下列措施： (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，每隔四个点标出一个计数点，而相邻计数点间的时间间隔为T＝0.1秒. ;七、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相邻点的距离相等． 八、实验改进 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．;　实验原理和实验误差的分析;(3)如图(a)所示为甲同学根据测量数据作出的a－F图线，说明实验存在的问题是________________． (4)乙、丙同学用同一装置做实验，画出了各自得到的a－F图线如图(b)所示，两个同学做实验时的哪一个物理量取值不同？;[答案]　(1)M?m　(2)1/M (3)没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不够 (4)小车及车上的砝码的总质量不同;　实验数据的处理;请先在如图所