3[1].4探究加速度及力.质量关系.ppt

实验方案 以小车、一端带有定滑轮的长木板、细线、砝码、刻度尺、天平、夹子为实验器材，研究小车的运动，利用两小车位移之比就等于加速度之比来研究加速度与力和质量的关系。 请根据实验数据作出a－F的关系图象． 图实－4－5 (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． [解析]　(1)a＝ ＝ m/s2 ＝0.16 m/s2或a＝ ＝ m/s2＝0.15 m/s2. (2)如图实－4－6所示． 图实－4－6 (3)小车、砝码盘和砝码组成的系统所受合外力为砝码盘和砝码的总重力，而表中数据漏计了砝码盘的重力，导致合力F的测量值小于真实值，a－F图线不过原点． [答案]　(1)0.16(0.15也算对)　(2)见解析 (3)未计入砝码盘的重力 1、控制m相同，探讨加速度a与F的关系 实验方案原理：如图所示 x1 x2 F1 F2 F1, F2，在相同的时间内: x1= a1t2 x2 = a2t2 a1/ a2=x1/x2 测量出x1 、x2 2、控制F相同，探讨加速度a与m的关系 实验结论： 1、m一定，加速度a与F的定量关系： 2、F一定，加速度a与m的定量关系: 把上两式总结为： 或 一、实验目的 1．学会用控制变量法研究物理规律． 2．探究加速度与力、质量的关系． 3．掌握灵活运用图象处理问题的方法． 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a与F的关系，也可控制参量F一定，研究a与m的 关系． 三、实验器材 电磁打点计时器、复写纸片和纸带、一端有定滑轮的 长 木板、小车、小盘、低压交流电源、天平、砝码、刻 度 尺、导线． 四、实验操作 1．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)按照如图实－4－1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滑轮悬挂小盘，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，在打点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″， m，…的砝码，再重复步骤4.m′，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 标表示小车与砝码的总质量的倒数，在坐标平面上根据实 验结果画出相应的点，如果这些点在一条直线上，就证明 加速度与质量成反比． 2．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： 实验次数 加速度a/(m·s－2) 小车受力F/N 1 2 3 4 由以上数据画出它的a－F关系图象如图实－4－2所示． 通过a－F关系图象，我们可以得出小车的加速度a与力F 成正比． 图实－4－2 (2)把不同质量(小车与车内砝码的总质量)的小车在相同力作 用下产生的加速度填在下表中： 实验次数 加速度a/(m·s－2) 小车的总质量m/kg 1 2 3 4 由以上数据画出它的a－m图象及a－ 图象，如图 实－4－3甲、乙所示． 图实－4－3 通过a－m和a－ 关系图象，我们可以得出小车的加速度a与质量m成反比，与质量