实验探究加速度与力和质量的关系

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1、第二节　实验：探究加速度与力、质量的关系学习目标：1.会通过“控制变量法”探究加速度与力、质量的关系．2．会用图象表示加速度与质量之间的关系．3．会用图象表示加速度与力之间的关系．重点难点：1.如何利用“控制变量法”进行实验．2．怎样测量加速度和怎样提供并测量物体所受的力．目标导航基础梳理明晰原理一、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．二、实验原理加速度a和质量m、外力F都有关系．研究它们之间的关系时，先保持质量不变，测量物体在不同的力的作用下的加速度，分析加速度与力的关系

2、;再保持物体所受的力相同,测量不同质量的物体在该力作用下的加速度，分析加速度与质量的关系．这种先控制某个参量不变，研究另两个参量之间变化关系的方法叫控制变量法．三、实验器材打点计时器、纸带、复写纸片、小车、一端附有定滑轮的长木板、小盘、重物、夹子、细绳、低压交流电源、导线、天平(带有一套砝码)、刻度尺．四、实验步骤1．用天平测出小车和重物(包括小盘)的质量分别为M0、m0，并把数值记录下来．2．按图4－2－1将实验器材安装好(小车上不系绳)．图4－2－13．平衡摩擦力，把木板无滑轮的一端下面垫一薄木板，反复移动

3、其位置，直到打点计时器正常工作后不挂重物的小车在斜面上做匀速直线运动为止(纸带上相邻点间距相等)．4．将重物通过细绳系在小车上，接通电源，放开小车，用纸带记录小车的运动情况；取下纸带并在纸带上标上号码及此时所挂重物(包括小盘)的重力m0g.5．保持小车的质量不变，改变所挂重物的重力，重复步骤4，多做几次实验，每次小车从同一位置释放，并记录好相应纸带及重物(包括小盘)的重力m1g、m2g…6．保持小车所受合外力不变，在小车上加放砝码，并测出小车与所放砝码的总质量M1，接通电源，放开小车，用纸带记录小车的运动情况，

4、取下纸带并在纸带上标上号码．7．继续在小车上加放砝码，重复步骤6，多做几次实验,在每次得到的纸带上标上号码．要点整合核心突破要点1平衡摩擦力的目的和方法1．目的：垫高木板不带滑轮的一端，使小车自身重力沿斜面的分力平衡摩擦力，这样小车所受拉力即为合力，使合力的测量方便可行．2．方法：不挂重物，使小车拖着纸带，纸带通过打点计时器，并且使打点计时器处于工作状态，逐渐调节木板的倾角，使打下的纸带上相邻点间距相等，则说明小车做匀速直线运动，即平衡了摩擦力．要点2数据处理1．物体的质量一定，加速度与受力的关系由表中数据，作

5、出a－F图象，并得出结论．实验序号加速度a/m·s－2小车受力F/N1232．物体的受力一定，加速度与质量的关系实验序号加速度a/m·s－2小车质量m/kg123要点3误差分析产生原因减小方法偶然误差质量测量不准、计数点间距测量不准多次测量求平均值小车所受拉力测量不准①准确平衡摩擦力②使细绳和纸带平行于木板作图不准使尽可能多的点落在直线上或均匀分布在直线两侧，误差较大的点舍去系统误差小盘及重物的总重力代替小车所受的拉力使小盘和重物的总质量远小于小车的质量要点4注意事项1．平衡摩擦力时不要挂重物，整个实验平衡了摩

6、擦力后，不管以后是改变小盘和重物的质量还是改变小车及砝码的质量，都不需要重新平衡摩擦力．2．实验中必须满足小车和砝码的总质量远大于小盘和重物的总质量(M＞10m即可)．只有如此，重物和小盘的总重力才可视为与小车受到的拉力相等．3．小车应靠近打点计时器且先接通电源再放手．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．离直线较远的点是错误数据，可舍去不予考虑．类型精析典例导悟类型一　实验数据处理在做“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，保持小车和砝码的总质量不变,测得小

7、车的加速度a和拉力F的数据如下表所示例1F(N)0.200.300.400.500.60a(m/s2)0.110.190.290.400.51(1)根据表中的数据在坐标系上作出a－F图象;(2)图象斜率的物理意义是__________________________________________________________________________________________________________________________________________图4－2－2(3)小车和砝

8、码的总质量为______kg.(4)图线(或延长线)与F轴截距的物理意义是________________________________________________________________________．【精讲精析】(1)根据所给数据在所给坐标系中准确描点，作出的a－F图象如图4－2－3所示．图4－2－3【答案】(1)见精讲精析(2)小车和砝码总质量的倒数(3)1(4)