《实验：探究加速度与力、质量的关系》上课用

探究加速度与力、质量的关系控制变量法m一定a—FF一定a—m（一）实验探究：1、实验方法：2、实验数据分析方法：画出a-F和a-1/m的图像实验探究问题1如何测量加速度？问题2如何测量小车受到的拉力？问题3如何减小摩擦力的影响？方案一：问题4、绳子的拉力等于钩码的重量吗？为什么？不等于！因为钩码向下加速，所以绳子的拉力小于钩码的重力。问题5、什么情况下钩码重力可以近似等于绳子拉力即小车所受的合外力？当砝码质量比小车质量小得多时，绳子的拉力近似等于砝码的重力，即小车受到合外力近似等于砝码的重力。实验过程3（1）用天平测出小车和小盘的质量M和m，并把数据记录下来(要求：Mm)（2）按实验装置图把实验器材安装好，但不要把悬挂小盘的细绳系在小车上（3）平衡摩擦力（4）把细绳系在小车上，并绕过定滑轮，先通电源再放开小车，取下纸带，并标注牵引力（5）保持小车质量不变，在小盘内放入质量为m1的小物体，重复上述实验（6）重复上述实验多次后，停止实验，整理器材实验探究数据处理数据分析2用纵坐标表示加速度a，横坐标表示牵引力F作a—F图象次数牵引力F/N加速度a123450.200.300.400.500.600.300.100.150.210.26F/Na/m·s－200.100.200.300.400.200.400.60a—F图象是一条过原点的倾斜直线a∝F4、注意事项：1）小桶和砝码的质量要远远小于小车的质量，这样小车受到的拉力才等于砝码的质量2）要将长木板的一端适当垫高，用小车的重力的分力将摩擦力平衡掉。在平衡摩擦力时，不要把悬挂小盘的细线系在小车上，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．3）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．光电门1光电门2挡光板△xX/t方案二：利用气垫导轨来探究加速度与力、质量的关系2222021()()22xxvvttaxxttxtxtvva120图1:气垫导轨装置图2:滑块和挡光片图3:光电门小车小车夹子ＦＦ方案三：课本上参考案例中的实验方案由于两小同时启动、同时停止,故运动时间相同m一定时：F一定时：只需验证：2121FFxx1221mmxx2121FFaa（）1221mmaa（）m光滑水平面F结果分析:•某同学根据测量数据画出a-F图线，表明实验中的问题是:aF0没有平衡掉摩擦力例．某两个同学用图4-2-5所示的装置（图中A为小车，B为带滑轮的长木板，C为水平桌面），分别在《探究加速度与外力间的关系》实验中，各自得到的图象如图4-2-6中甲和乙所示，则出现此种现象的原因甲是，乙是．木板倾角过大木板倾角过小例、(2009年高考江苏卷)“探究加速度与物质质量、物体受力的关系”的实验装置如图3－4－4甲所示．(1)在平衡小车与桌面之间摩擦力的过程中，打出了一条纸带如图乙所示．计时器打点的时间间隔为0.02s．从比较清晰的点起，每5个点取一个计数点，量出相邻计数点之间的距离．该小车的加速度a＝____m/s2.(2)平衡摩擦力后，将5个相同的砝码都放在小车上．挂上砝码盘，然后每次从小车上取一个砝码添加到砝码盘中，测量小车的加速度．小车的加速度a与砝码盘中砝码总重力F的实验数据如下表：砝码盘中砝码总重力F0.1960.3920.5880.7840.980加速度a(m·s－2)0.691.181.662.182.70请根据实验数据作出a－F的关系图象．(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．例．某学生做“探究加速度与力、质量的关系”的实验在平衡摩擦力时，把长木板的一端垫得过高，使得倾角偏大．他所得到的a－F关系可用下列哪个图线表示(图中a是小车的加速度，F是细线作用于小车的拉力)()例．在本实验中，在研究加速度a与小车的质量M的关系时，由于没有注意始终满足M≫m的条件，结果得到的图象应下是图中的()例．在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，某同学选用的实验装置如图所示．•(1)在水平实验桌上放置一端有定滑轮的长木板，将不带定滑轮的一端适当垫起的目的是___.•(2)请指出这位同学实验装置中的三处错误：•A．_________；B．______________；•C．____________________________。