2012高考总复习物理课件实验4探究加速度与力质量的关系

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1、1实验四　探究加速度与力质量的关系2一、实验目的1．了解如何来描述物体的运动状态，明确物体运动状态的改变必有加速度；2．掌握一种科学的研究方法——控制变量法；3．理解加速度和力的关系，并知道得出这个关系的实验思想和方法；4．理解加速度与质量的关系，并知道得出这个关系的实验思想和方法．3二、实验原理物体的加速度a不仅跟它所受到的外力F有关，还取决于它自己的属性——质量m.为了定量地研究a、F、m三者之间的关系，先保持一个量(质量m)不变，研究其他两个量(加速度a与外力F)之间的关系；然后再保持另一个量(外力F)不变，研究其他两个量(加速度a与质量m)

2、之间的关系；最后把两个结果综合起来得出a与F、m之间的关系．这种方法称为控制变量法．4分析　对小车及小桶分别列出牛顿第二定律方程得：小车：T1＝MaM，小桶：mg－T1′＝mam，且有：T1＝T1′，aM＝am.联立解得：aM＝am＝，T1＝g5三、实验器材打点计时器；纸带及复写纸片；小车；一端附有定滑轮的长木板、砝码；细绳；低压交流电源；两根导线；天平；刻度尺；小砂桶；砂．6四、实验步骤图11．用天平测出小车和小砂桶的质量M和m.2．按图1所示把实验器材安装好，但不把悬挂小砂桶的细绳系在小车上(即不给小车加牵引力)．73．平衡摩擦力：在长木板的不

3、带定滑轮的一端下面垫上一块薄木板，反复移到木板的位置，直到小车在斜面上运动时能保持匀速运动状态，这时小车拖着纸带运动时受到的摩擦力恰好与小车所受的重力在斜面方向上的分力平衡．4．把细绳系在小车上并绕过定滑轮悬挂小砂桶，让小车紧靠打点计时器，先接通电源再放开小车，取下纸带，在打点纸带上标上纸带号码．85．保持小车的质量不变，改变小砂桶内砂的质量，即改变小车的牵引力，再做几次实验．6．在每条纸带上都选取一段比较理想的部分，按“测定匀变速直线运动的加速度”实验中的方法算出每条纸带的加速度．7．用纵坐标表示加速度，横坐标表示力，根据实验结果在坐标平面上画出

4、相应的点，如果这些点在一条倾斜直线上，便证明了加速度与作用力成正比．98．保持砂和小砂桶的质量不变，在小车上依次加砝码(做好记录)，重复上述步骤(4)和步骤(6)，用纵坐标表示加速度，横坐标表示小车及砝码总质量的倒数，在坐标平面上根据实验结果画出相应的点，如果这些点在一条倾斜的直线上，就证明加速度与质量成反比．10五、数据处理利用图象处理数据是一种常用的重要方法．将实验中得到的数据通过描点作出图象，可以非常直观地看出两个物理量之间的关系，也可以有效地减小实验误差，确定并排除实验中测得的一些错误数据．在探究加速度与力的关系的实验中，以加速度a为纵坐标

5、，力F为横坐标，根据各组数据在坐标系中描点．如果这些点在一条过原点的直线上，说明a与F成正比．11在探究加速度与质量的关系实验中，“加速度a与质量m成反比”实际上就是“加速度a与质量的倒数成正比”，以加速度a为纵坐标，以质量的倒数为横坐标建立坐标系，根据a－图象是不是过原点的直线，就能判断a与m是否成反比．12六、实验误差来源与分析1．因实验原理不完善引起的误差：本实验用砂和小砂桶的总重力mg代替小车的拉力，而实际上小车所受的拉力要小于砂和小砂桶的总重力．砂和小砂桶的总质量越接近于小车和砝码的总质量，误差越大；反之，砂和小砂桶的总质量越小于小车和砝

6、码的总质量，由此引起的误差就越小．因此，满足砂和小砂桶的总质量远小于小车和砝码的总质量的目的就是为了减小因实验原理不完善而引起的误差．2．摩擦力平衡不准确、质量测量不准确、记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．13七、注意事项1．实验步骤(3)不需要重复，即整个实验平衡了摩擦力后，不管以后是改变小砂桶中砂的质量还是改变小车和砝码的质量都不需要重新平衡摩擦力．2．在实验中一定要注意使砂和小砂桶的总质量远小于小车和砝码的总质量.3．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，再放开小车，且在小车到达

7、定滑轮前应按住小车．144．各纸带的加速度，都应是该纸带的平均加速度．5．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的分布在所作直线的两侧．15题型一　实验操作与技巧[例1]在做“验证牛顿第二运动定律”的实验时，某学生将实验装置如图2安装，准备接通电源后开始做实验，但他的装置图中有几个明显的错误，请写出两个：图216(1)________________________________________________________________________；(2)___________________________

8、_____________________________________________．[解析]实验中打点计时器不能用