实验：探究小车的加速度与力、质量的关系

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1、探究加速度与力、质量的关系微山一中高三物理组：张琳伽利略的研究之路对现象的一般观察提出假设运用逻辑得出结论实验验证修正推广探究的一般过程1.提出问题2.作出假设3.制定计划4.实施计划5.得出结论6.表达交流复习牛顿第一定律：力和运动的关系是怎样的？力是改变物体运动状态的原因力是物体速度改变的原因力是物体产生加速度的原因猜想：加速度与哪些因素有关？你猜想的理由是什么？一、提出问题加速度与力、质量有关二、做出假设a、F、m之间的关系猜想？成正比成反比三、制定计划1、到目前为止，我们所学过的有关加速度的表达式有哪些？2、根据以上表达式，我们分别可以设计什么样的实验方案来测量物体的加速度？（发

2、挥你的想象力！）方案一:Δx=aT2小车小车夹子ＦＦ方案二：由于两小车同时启动、同时停止,故运动时间相同让两小车的质量相同m1=m2，两托盘钩码的个数不同(F1≠F2)。探究a与F的关系时探究a与m的关系时让两托盘钩码的个数相同(F1=F2)两小车的质量不同m1≠m2。实验方案质量保持不变合外力保持不变光电门1光电门2挡光板△xt方案三：a=ΔV/Δt气垫导轨、光电门数字计时仪实验方案四：v2-vo2=2ax光电门乙固定在斜面上靠近底端处，光电门甲的位置可移动，每次都使滑块从光电门甲所在的位置处由静止开始下滑,与两个光电门都相连的计时器可以显示出遮光片从光电门甲至乙所用的时间t和经过光电

3、门乙的时间Δt。改变光电门甲的位置进行多次测量，并用米尺测量甲、乙之间的距离s,用游标卡尺测量遮光板的宽度D.2011年全国高考卷气垫导轨装置四、实施计划（1）选择实验仪器（2）设计实验步骤（3）列出注意事项（4）分析误差来源方案一：利用打点计时器来探究加速度与力、质量的关系如何求加速度？如何求质量？如何求合外力？小车纸带打点计时器控制变量法保持m一定，保持F一定，探究a与F的关系探究a与m的关系探究思路：实验仪器一端附有滑轮的长木板、小车、细线和小桶、天平、砝码、钩码、打点计时器、学生电源、纸带、刻度尺实验步骤（简述）⑴.记录小车和小桶的质量m和m0；⑵.按实验装置图把实验器材安装好；

4、⑶.平衡摩擦力；⑷.调节定滑轮的高度使细线与木板平行；⑸.在小桶内放上砝码，接通电源，放开小车得到一条打好点的纸带；⑹.保持小车的质量不变，改变小桶内砝码的质量，再做几次实验；⑺.算出每条纸带的加速度；⑻.把各次实验中的数据填入表一内，做出ａ与Ｆ的图像⑼.保持小桶内砝码质量不变，在小车上放钩码改变小车的质量，重复上面的实验。把各次实验中的数据填入表二内，做出ａ与1/m图像注意事项(1).要使砂和小桶的总质量远小于小车的总质量（m’＜＜m）(2).平衡摩擦力时不要挂小桶，应连着纸带且通过打点记时器的限位孔(3).调节木板上的滑轮使拉小车的细线要与长木板平行(4).起初小车应靠近打点计时器处

5、，且先接通电源再释放小车(5).注意不要让小车撞到定滑轮当小车质量不变时次数F/Na/m·s-212345当所受合力不变时次数m/kga/m·s-212345实验数据分析②画关系图像①表格记录F/Na/m·s-20.150.300.450.600.7500.10.20.30.40.5当小车质量不变时次数F/Na/m·s-212345如何更直观地处理数据？0.100.1460.200.3020.300.4280.400.5920.500.751m/kga/m·s-20.20.40.60.81.000.20.40.60.81.01.2当拉力不变时次数m/kga/m·s-2123450.400

6、0.8610.5000.6920.7500.4701.0000.3521.2000.290a/m·s-20.20.40.60.81.000.51.01.52.02.5/kg-1m1当拉力不变时次数m/kga/m·s-2123451/m(kg-1)2.502.001.331.000.830.4000.8610.5000.6920.7500.4701.0000.3521.2000.290误差来源：1.质量的测量误差，纸带上打点计时器间隔距离的测量误差，拉线或纸带不与轨道平面平行造成的误差。2.因实验原理不完善造成的误差，该实验中用小桶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

7、于小桶和砝码的总重力）。3.平衡摩擦力不准造成误差。在误差允许的范围内，加速度与力成正比，与质量成反比。即：得出结论：目标击破1：例1：在“验证牛顿运动定律”的实验中，采用如图所示的实验装置，小车及车中砝码的质量用M表示，盘及盘中砝码的质量用m表示，小车的加速度可由小车后拖动的纸带打上的点计算出．(1)当M与m的大小关系满足________时，才可以认为绳对小车的拉力大小等于盘及盘中砝码的重力．(2)一组同学在做加速度与质量的关系实