《实验：探究加速度与力、质量的关系》课件.pptxVIP

《实验：探究加速度与力、质量的关系》;预习导学|新知领悟;

一、实验目的

1．学会用控制变量法探究物理规律．

2．探究加速度与力、质量的关系．

3．掌握利用图像处理数据的方法．

;二、实验思路

采用控制变量法，在探究加速度与力、质量三者关系时，先让其中一个量保持不变来探究其他两个量之间的关系.;

三、实验器材

打点计时器、纸带、复写纸、小车、一端附有定滑轮的长木板、小盘、重物、夹子、细绳、交流电源、导线、天平(带有一套砝码)、刻度尺．;四、实验步骤

1．测质量：用天平测量小盘的质量m0和小车的质量M0．

2．安装器材：按如图所示将实验器材安装好(小车上不系绳)．;4．测a，F

(1)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，纸带记录了小车的运动情况，取下纸带并在纸带上标上号码及此时所挂小盘和砝码的总重力m1g．

(2)保持小车的质量不变，改变小盘中砝码的质量，重复步骤(1)，多做几次实验，并记录好相应纸带的编号及所挂小盘和砝码的总重力m2g，m3g，…;以a为纵坐标、F为横坐标，根据数据作a－F图像，用曲线拟合测量点，找出规律，分析a与F的关系．;

3．实验结论

(1)保持物体质量不变时，物体的加速度a与所受力F成正比．

(2)在力F不变时，物体的加速度a与质量M成反比．

;六、误差分析

1．系统误差：本实验用小盘和砝码的总重力mg代替小车的拉力，而实际上小车所受的拉力要小于小盘和砝码的总重力．小盘和砝码的总质量越接近于小车的质量，误差越大；反之，小盘和砝码的总质量越小于小车的质量，由此引起的误差就越小．因此，要求小盘和砝码的总质量远小于小车的质量，是为了减小因实验原理不完善而引起的误差．

2．偶然误差：摩擦力平衡不准确、质量测量不准确、计数点间距测量不准确、纸带和细绳不严格与木板平行都会引起误差．;

七、注意事项

1．平衡摩擦力时不要挂重物．整个实验平衡了摩擦力后，不管以后是改变小盘和砝码的质量还是改变小车和砝码的质量，都不需要重新平衡摩擦力．

2．实验中必须使小车和砝码的总质量远大于小盘和砝码的总质量．;

3．改变拉力或小车质量后，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．

4．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．

;多维课堂|素养初培;精例1在探究加速度与物体所受合外力和质量间的关系时，采用如图所示的实验装置，小车及车中的砝码的总质量用M表示，盘及盘中的砝码的总质量用m表示，小车的加速度可由小车后面拖动的纸带上的由打点计时器打出的点计算得出．;(1)当M与m的大小关系满足________时，才可以认为细线对小车的拉力大小等于盘和盘中砝码的重力．;(3)在保持小车及车中的砝码质量M一定，探究加速度与所受合外力的关系时，由于平衡摩擦力时操作不当，两位同学得到的a－F关系分别如图中甲、乙所示(a是小车的加速度，F是细线作用于小车的拉力)．出现以下情况的原因分别是：;

甲图：_______________________________________________．

乙图：______________________________________________．

【答案】(1)m?M(2)B(3)木板的倾角过大没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足

;

【解析】(1)满足此条件，能减小系统误差．

(2)平衡摩擦力时，先去掉盘、盘中砝码和细线，只让小车在重力沿斜面方向的分力作用下向左运动，当小车能匀速运动时，重力沿斜面方向的分力和摩擦力平衡，故A错误；调好后，当再次改变小车质量时，无需再平衡摩擦力，B正确；实验时，要先接通打点计时器的电源，使打点计时器正常工作，再释放小车，C错误；实验是为了验证a、F、M之间的关系，不能用此规律来验证本身，D错误．

;

(3)由甲图可看出，F＝0时，a≠0，说明木板的倾角过大，重力沿斜面方向的分力大于摩擦力．由乙图可看出，只有当F达到一定值时，才会有加速度，说明平衡摩擦力不足或未平衡摩擦力．;变式1为了探究物体质量一定时加速度与力的关系，某同学设计了如图甲所示的实验装置，其中M为小车和小车上的滑轮的总质量，m为沙和沙桶的总质量，力传感器可测出轻绳中的拉力大小．

;(1)下列实验操作中，一定要进行的是________．

A．用天平测出沙和沙桶的总质量

B．将带滑轮的长木板右端适当垫高，以平衡摩擦力

C．调整力传感器和定滑轮的高度，使连接它们的轻绳与长木板平行

D．为减小误差，一定要保证m远小于M;【答案】(1)BC(2)2.00(3)C;【解析】(1)本题拉力可以由力传感器测出，不需要用天平测出沙和沙桶的质量，也就不需