实验三-探究加速度和物体质量、物体受力关系

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1、一、实验的基本要求学会用控制变屋法研究物理规律掌握利用图象处理数据的方法纸带小盘-端有定滑轮恳的氏木板（实验目的£探究加速度与力、质量的关系r————.打点计时器、纸带、复写纸、小车、一端附冇定滑轮的长木板、小I实验器材—盘、夹子、细绳、低辰交流电源、导线、天平、刻度尺、舷码、薄木块—采取控制变量法，即先控制一个参嵐一小车的质凰M不变，探究丿川速度。与力F的关系；再控制小盘和磁码的质ft不变，即力F不变，探究加速度。与小车质凰M的关系.乡小4打点计时器彳实验台1.用天平测量小盘的质量灯利小车的质:3龙2.按照如图所

2、示装宽把实验器材安装好，只是不把悬挂小盘的细绳系在小车上（即不给小车牵引力）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，使小车匀速下滑4.小盘通过细绳绕过滑轮系于小车上，先通电源后放开小车，取下纸带编号码5.保持小车的质量m不变，改变磁码和小盘的质星冲‘,重复步骤4.6.在每条纸带上选取一段比较理想的部分，测加速度么7.描点作图，作d-F的图象（实验结论｝一加速度与合外力成正比，与质量成反比持砥码和小盘的质±4*不变，改变小车质量龙,重it步骤4和6,作寻图象誤差分析1.因实验原理不完善引起的误差木

3、实验用小盘和畦码的总重力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畦码的总重力.2.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.注意事项1.实验方法：控制变量法.2.平衡摩擦力：在平衡摩擦力时，不耍悬挂小盘，但小车应连着纸带且接通电源.用手给小车一个初速度，如果在纸带上打出的点的间隔是均匀的，表明小车受到的阻力跟它的重力沿斜面向下的分力平衡.3.不重复平衡摩擦力：平衡了摩擦力后，不管以后是改变小盘和祛码的总质量还是改变小车和祛码的总质量，都不需要重新平衡

4、摩擦力.4.实验条件：m»mz只有如此，小盘和祛码的总重力才可视为小车受到的拉力.5.一先一后一按：改变拉力和小车质量后，每次开始时小车应尽量靠近打点计时器，并应先接通电源，后放开小车，且应在小车到达滑轮前按住小车.1.作图：作图时两轴标度比例要适当•各量须采用国际单位.这样作图线时，坐标点间距不至于过密，误差会小些.【典例1](2012-大纲全国卷，23)如图3-4-1为验证牛顿第二定律的实验装置示意图.图中打点计时器的电源为50Hz的交流电源，打点的时间间隔用表示.在小车质量未知的情况下，某同学设计了一种方法用来

5、探究“在外力一定的条件下，物体的加速度与其质量间的关系”・(1)完成下列实验步骤中的填空：①平衡小车所受的阻力：小吊盘中不放物块，调整木板右端的高度，用手轻拨小车，直到打点计时器打出一系列的点•②按住小车，在小吊盘屮放入适当质量的物块，在小车屮放入祛码.③打开打点计吋器电源，释放小车，获得带有点列的纸带，在纸带上标出小车中磁码的质量九④按住小车，改变小车中祛码的质量，重复步骤③.⑤在每条纸带上清晰的部分，每5个间隔标注一个计数点•测量相邻计数点的间距比，・・・•求出与不同m相对应的加速度a,⑥以磁码的质量加为横坐标，

6、+为纵坐标，在坐标纸上作出加关系图线.若加速度与小车和磁码的总质量成反比，则+与加应成关系(填“线性”或“非线性”).(2)完成下列填空：①木实验中，为了保证在改变小车中硅码的质量时，小车所受的拉力近似不变，小吊盘和盘中物块的质量之和应满足的条件是・②设纸带上三个相邻计数点的间距分别为,、$2和$3.0可用小、母和△/表示为0=•图3—4—2为用米尺测量某一纸带上的旳、$3的情况，由图可读出$1=mm,旳=mm,③图3-4-3为所得实验图线的示意图.设图中直线的斜率为匕在纵轴上的截距为仏若牛顿定律成立，则小车受到的拉

7、力为,小车的质量为.实验延伸思考1.为什么只有当小车及祛码的质量远大于小盘和舷码总质量时，才可认为小盘和磁码的重力近似等于小车受到的拉力呢？F=-^=-^mg1.本实验为什么画。一+画象而不画a-m图象.fib4.（2012-安徽卷，21・I）03-4-13为“验证牛顿第二定律”的实验装置示意图.砂和砂桶的总质量为m,小车和祛码的总质量为M.实验中用砂和砂桶总重力的大小作为细线对小车拉力的大小.（1）（单选）实验中，为了使细线对小车的拉力等于小车所受的合外力，先调节长木板一端滑轮的高度，使细线与长木板平行.接下来还需

8、要进行的一项操作是A.将长木板水平放置，让小车连着已经穿过打点计时器的纸带，给打点计时器通电，调节用的大小，使小车在砂和砂桶的牵引下运动，从打出的纸带判断小车是否做匀速运动B.将长木板的一端垫起适当的高度，让小车连着已经穿过打点计时器的纸带,撤去砂和砂桶，给打点计时器通电，轻推小车，从打出的纸带判断小车是否做匀速运动C.将长木板的一端垫起适当的