“探究加速度与力、质量之间的关系”实验探析

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1、实验天地-“探究加速度与力＼质量之间的关系"实验探析冯兰“探究加速度与力、质量之间的关系”这增减砝码(或钩码)．一探究实验是同学们理解的重点和难点．下(2)加速度的测定：打点计时器(及纸面我们就一起探讨一下对此知识点的理解和带)，或光电门．通过对纸带上所取计数点对灵活考题的解题突破．的分析求得加速度，如图2所示，可以通过一逐差法--X4+X3-X2-Xl(为相邻两计数点问、实验设计思路及原理的理解，斗1簧一1．设计模型的理解的时间间隔)；也通过光电门测定滑块通以小滑块(或小车)作为研究对象，且小过两点的极短的时间间隔。、△，从而求得Ⅱ=滑块(或小车)的质量能够改变，选择合适的

2、fd＼／d1I——J—l——l方式让小滑块在恒定的合外力作用下做匀加(为滑块上固定的遮光板的速直线运动，且合外力能够改变，并选用合理宽度，为两点问的距离)的方法对滑块(或小车)质量、合外力及加速度进行测定．(常见模型如图1所示)图2(3)合外力的测定模型1关键点一：明确便于测量的合外力在本实验中如选用模型1，摩擦力是不易测量的力，所以在此模型中可垫高木板一端使斜面倾斜，利用重力的沿斜面向下的分力平衡摩擦力．具体操作：可使小车在无牵引的情况下拖着纸带匀速下滑；现象：纸带上点迹模型2均匀；并请注意在之后的实验过程中无需再图1平衡摩擦力．此操作可将对合外力的测定转为对绳子拉力的测定

3、．如选模型2，由于气垫定量研究上选用控制变量法：(1)保持导轨摩擦力很小(可忽略)，无需平衡摩擦力．小滑块(或小车)质量不变，多次改变合外力，关键点二：合外力的测定测出不同的合外力对应的加速度值，并找出无论选择模型1或模型2，由于上述的合外力与加速度之间的关系；(2)保持合外设计，对合外力的测定可转为对绳子拉力的力不变，多次改变滑块(或小车)质量，测出不测定．同的滑块(或小车)质量对应的加速度值，并设想1：可不可以让绳中拉力直接等于悬找出质量与加速度之间的关系．挂物的物重?=鬻2．模型中各物理量的测定对悬挂物进行受力分析：mg-T=ma(1)质量的测定：天平；改变质量是通过显

4、然不可以。但如果加速度0很小，则*鼎㈣』l_{：㈣r≮羞实验：天地炙验解读。速度，记录表如下：mg．．如何让艮小呢?那就要保证悬挂物的质M／kg量m)远小于车的质量()．所以只要保证了m《即可得T=mg，完a(m／s)成了绳中拉力的测量．但在这样的设计中由1_——M于实际T

5、未平衡摩擦力(或未完全平衡所示)，对弹簧秤直接读数，这样就避免了由摩擦力)或平衡摩擦力时斜面倾角过大都会于悬挂物具有加速度导致绳子拉力不等于悬造成误差．在最后数据处理的图象中会出现挂物物重带来的误差，可行吗?如图6所示的情况．图4不可行，因为运动过程中对弹簧秤无法做到准确读数，但我们可以改进．比如：将弹簧秤改为力传感器并结合计算机处理则可直图6接测出绳中的拉力；或利用动滑轮将“动”变(2)本实验误差来源二：在测定绳中拉“静”(如图5所示)，方便读数．力时，虽在实验中保证了m《，但用悬挂物物重直接等于绳中拉力的近似处理还是会带来一些误差，特别是当大到一定值时就会有明显误差，在上

6、述分析中已阐明．▲《_二、实验的解题突破与拓展思考近几年各地高考对此实验模型的考查较图5多，有的是直接考查原理和改进方案，有的是{¨3．实验数据处理应用该实验的基本模型探究其它问题．我们(1)保持小滑块(或小车)质量不变，通要想回答好这些问题，首先要对该实验的基过改变悬挂物的质量从而改变小车受到的合本原理非常清晰，并对实验中斜面倾斜的原外力，并测定相应的加速度，记录表如下：因、所挂重物质量与小车质量间需满足一定关系的原因理解到位；其次需要我们能灵活N)应用该模型(连接体模型)中的一般方法解答Ⅱ(in／s2)该实验的变形题．这些问题的考查提醒我们根据表格，作出口一F图象，判断a

7、与F的在实验学习中，不仅要能站在实验设计者的关系．角度考虑清楚实验原理、设计中的每一步用(2)保持小滑块(或小车)所受合外力不意，能清晰地思考和选择利用公式法或图象变，改变小车或滑块的质量并测定相应的加法来处理数据，以及能对本实验进行必要的_囊一_囊-“实验毛地误差分析，还要求我们能够去思考一个实验(3)根据提供的实验数据作出的口一F图模型的改进方案和其他用途．线不通过原点。请说明主要原因．1．2009年江苏卷第11题直接考查了该菰’答案(1)0．16(0．15也算对)实验，但其中涉及了研究对象的转换，