高中物理双基学法系列第十七讲实验：探究加速度与力、质量的关系.docx

 PAGE \* MERGEFORMAT 8 第十七讲 实验：探究加速度与力、质量的关系 基础知识学点一：探究加速度与力、质量的关系 1、实验目的 （1）学会用“控制变量法”研究物体的加速度与力以及质量的定量关系。 （2）验证牛顿第二定律，即物体质量一定时， HYPERLINK /zhuanti/9532.html \t /zhuanti/_blank 加速度与合外力成正比；合外力一定时，物体的加速度与质量成反比。 （3）掌握利用图像处理数据的方法。 2、实验原理 采用控制变量法：在该实验中有三个变量，为了研究问题方便，可先控制一个量不变，观察另外两个量的变化情况，从而确定三者之间的关系。 （1）加速度与力的关系 保持研究对象（小车）的质量()不变，改变砂桶内砂的质量()，即改变牵引力测出小车的对应加速度，用图像法验证加速度是否正比于 HYPERLINK /zhuanti/9550.html \t /zhuanti/_blank 作用力。 ? 加速度与质量的关系 保持砂桶内砂的质量()不变，改变研究对象的质量()，即往小车内加减砝码，测出小车对应的加速度，用图像法验证加速度是否反比于质量。 3、实验器材 附有定滑轮的长木板、薄木垫、小车、细线、小桶及砂、打点计时器、低压交流电源、导线、天平（带一套砝码）、毫米刻度尺、纸带及复写纸等。 基础知识学点二：制定实验方案时的两个问题 本实验有三个需要测量的物理量：、、；质量可以用天平测量，与如何测量？ 如何测量小车的加速度？ 如果物体做初速度为零的匀加速直线运动，则测量出物体移动的位移和时间，然后由计算出加速度。 利用打点计时器打出的纸带上的点，测量出位移，则由求出加速度。 不测的数值，测量物体在质量不变，拉力不同情况下，物体的加速度的比值。若两个初速度为零的匀加速直线运动，在相同时间内位移为、，对应的加速度为、，则位移之比等于加速度之比，即。 2、怎样提供并测量小车所受到的力？ 实验中力的含义可认为是小车受到的合力，实验装置如图所示，小车在重物的作用下做匀加速直线运动。设小车的质量为，沙和小桶的质量为，细绳的拉力为。显然，牵引小车做匀加速运动的力并不等于沙和小桶的重力，如果实验中要把沙和小桶的重力作为牵引小车做匀加速运动的外力，就必须注意控制实验的条件，把握好如下两点： 平衡摩擦阻力：即通过垫高木板，让小车在不挂重物时受到的摩擦阻力跟它的重力沿斜面方向的分力平衡。 使：即让重物的质量远小于小车的质量。 基础知识学点三：探究加速度与力的关系 实验基本思路：保持小车质量一定时，测量物体在不同力的作用下的加速度，分析与的关系。 实验步骤 （1）用天平测出小车和小桶的质量和，并记录数值； ? （2）按照要求安装实验器材，此时不把悬挂小桶用的细绳系在车上，即不给小车加牵引力； ? （3）平衡摩擦力，在长木板不带定滑轮的一端下面垫薄木板，并反复移动其位置，直到打点计时器正常工作后，小车在斜面上的运动可以保持 HYPERLINK /zhuanti/9459.html \t /zhuanti/_blank 匀速直线运动状态为止。 ? （4）记录小车及车内所加砝码的质量；称好砂子后将砂倒入小桶，把细绳系在小车上并绕过定滑轮悬挂小桶；此时要调整定滑轮的高度使绳与木板平行；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，做好标记。 12345? （5）保持小车的总质量不变，改变砂的质量（均要用天平称量），按步骤4中方法重复试验几次，打好纸带，做好标记。? （6）在每条纸带上选取一段比较理想的部分，分别计算出加速度值。 ? （7）用纵坐标表示加速度，横坐标表示作用力（即砂和砂桶的总重力），根据实验结果画出相应的点，如果这些点在一条直线上，便证明了质量一定的情况下，加速度与合外力成正比。? 基础知识学点四：探究加速度与质量的关系 1、实验基本思路：保持物体作用力一定时，测量在小车质量不同下的加速度，分析与小车质量的关系。 实验步骤 （1）用天平测出小车和小桶的质量和，并记录数值； ? （2）按照要求安装实验器材，此时不把悬挂小桶用的细绳系在车上，即不给小车加牵引力； ? （3）平衡摩擦力，在长木板不带定滑轮的一端下面垫薄木板，并反复移动其位置，直到打点计时器正常工作后，小车在斜面上的运动可以保持 HYPERLINK /zhuanti/9459.html \t /zhuanti/_blank 匀速直线运动状态为止。 ? （4）逐次记录小车及车内所加砝码的质量；称好砂子后将砂倒入小桶，把细绳系在小车上并绕过定滑轮悬挂小桶；此时要调整定滑轮的高度使绳与木板平行；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，做好标记