实验：探究加速度与力、质量的关系.doc

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1、实验四　探究加速度与力、质量的关系1.实验原理(1)保持质量不变，探究加速度跟合外力的关系.(2)保持合外力不变，探究加速度与质量的关系.(3)作出a－F图象和a－图象，确定其关系.2.实验器材小车、砝码、小盘、细绳、一端附有定滑轮的长木板、垫木、打点计时器、低压交流电源、导线两根、纸带、天平、米尺.3.实验步骤(1)测量：用天平测量小盘和砝码的质量m′和小车的质量m.(2)安装：按照如图1所示装置把实验器材安装好，只是不把悬挂小盘的细绳系在小车上(即不给小车牵引力).图1(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，使小车能匀速

2、下滑.(4)操作：①小盘通过细绳绕过定滑轮系于小车上，先接通电源后放开小车，断开电源，取下纸带编号码.②保持小车的质量m不变，改变小盘和砝码的质量m′，重复步骤①.③在每条纸带上选取一段比较理想的部分，测加速度a.④描点作图，作a－F的图象.⑤保持小盘和砝码的质量m′不变，改变小车质量m，重复步骤①和③，作a－图象.1.注意事项(1)平衡摩擦力：适当垫高木板的右端，使小车的重力沿斜面方向的分力正好平衡小车和纸带受到的阻力.在平衡摩擦力时，不要把悬挂小盘的细绳系在小车上，让小车拉着穿过打点计时器的纸带匀速运动.(2)不重复平衡摩擦力.(3)实验条件：

3、m≫m′.(4)一先一后一按：改变拉力或小车质量后，每次开始时小车应尽量靠近打点计时器，并应先接通电源，后释放小车，且应在小车到达滑轮前按住小车.2.误差分析(1)实验原理不完善：本实验用小盘和砝码的总重力m′g代替小车的拉力，而实际上小车所受的拉力要小于小盘和砝码的总重力.(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.3.数据处理(1)利用Δx＝aT2及逐差法求a.(2)以a为纵坐标，F为横坐标，根据各组数据描点，如果这些点在一条过原点的直线上，说明a与F成正比.(3)以a为纵坐标，为横坐标

4、，描点、连线，如果该线为过原点的直线，就能判定a与m成反比.命题点一　教材原型实验例1　某次探究加速度a跟物体所受合力F和质量m的关系实验.图2(1)图2甲所示为实验装置图.图乙为某次实验得到的一段纸带，计数点A、B、C、D、E间的时间间隔为0.1s.根据纸带可求出小车的加速度大小为______m/s2(结果保留两位有效数字).(2)保持小车质量不变，改变砂和砂桶质量，进行多次测量.根据实验数据作出了加速度a随拉力F的变化图线，如图3所示.图中直线没有通过原点，其主要原因是______________________________________

5、_______________________________________________________.图3(3)保持砂和砂桶质量不变，改变小车中砝码质量，进行多次测量，得到小车加速度a、质量m及其对应的的数据如表中所示：实验次数12345678小车加速度a/(m·s－2)1.901.721.491.251.000.750.500.30小车和砝码质量m/kg0.250.290.330.400.500.711.001.67/kg－14.003.453.032.502.001.411.000.60a.请在图4坐标纸中画出a－图线.图4b.根据作

6、出的a－图象可以得到的结论是_________________________________________________________________________________________________________________.答案　(1)0.43　(2)实验前未平衡摩擦力(或平衡摩擦力不充分)　(3)a.如图所示b.图线为过原点的直线，表明在合外力一定时，加速度跟质量成反比变式1　(1)我们已经知道，物体的加速度a同时跟合外力F和质量M两个因素有关.要研究这三个物理量之间的定量关系，需采用的思想方法是________.

7、(2)某同学的实验方案如图5所示，她想用砂桶的重力表示小车受到的合外力F，为了减少这种做法带来的实验误差，她先做了两方面的调整措施：图5a.用小木块将长木板无滑轮的一端垫高，目的是______________________________________________________________________________________________________________.b.使砂桶的质量远小于小车的质量，目的是使拉小车的力近似等于________.(3)该同学利用实验中打出的纸带求加速度时，处理方案有两种：A.利用公式a

8、＝计算B.根据逐差法利用a＝计算两种方案中，选择方案________比较合理.答案　(1)控制变量法　(2)平衡摩擦力　砂