2016届高考物理二轮复习实验专题探究课件4探究加速度与力质量的关系.ppt

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1、2016年高考物理实验专题探究4.探究加速度与力，质量的关系一、实验目的(1)学会用控制变量法研究物理规律．(2)探究加速度与力、质量的关系．(3)掌握灵活运用图像处理问题的方法．二、实验原理控制变量法：在所研究的问题中，有两个以上的参量在发生牵连变化时，可以控制某个或某些量不变，只研究其中两个量之间的变化关系的方法，这也是物理学中研究问题时经常采用的方法．本实验中，研究的参量为F、m和a，可以控制参量m一定，研究a与F的关系，也可控制参量F一定，研究a与m的关系．三、实验器材电磁打点计时器、复写纸片和

2、纸带、一端有定滑轮的长木板、小车、小盘、低压交流电源、天平、砝码、刻度尺、导线．四、实验步骤(1)用天平测量小盘的质量m0和小车的质量M0.(2)把一端附有滑轮的长木板放在实验桌上，并使滑轮伸出桌面，把打点计时器固定在长木板上远离滑轮的一端，连接好电路．(3)平衡摩擦力：小车的尾部挂上纸带，纸带穿过打点计时器的限位孔，将木板无滑轮的一端稍微垫高一些，使小车的重力沿斜面向下的分力与所受摩擦力平衡．在保证小盘和砝码的质量远小于小车质量的条件下，可以近似认为小盘和砝码的总重力大小等于小车所受的合外力的大小．(

3、4)把小车停在打点计时器处，挂上小盘和砝码，先接通电源，再让小车拖着纸带在木板上下滑，打出一条纸带．(5)改变小盘内砝码的个数，重复步骤(4)，并多做几次．(6)保持小盘内的砝码个数不变，在小车上放上砝码改变小车的质量，让小车在木板上滑动打出纸带．(7)改变小车上砝码的个数，重复步骤(6)．五、数据处理(1)保持小车质量不变时，计算各次小盘和砝码的重力(作为小车的合力)及对应纸带的加速度填入表(一)中．表(一)实验次数加速度a/(m·s－2)小车受力F/N1234(2)保持小盘内的砝码个数不变时，计算各

4、次小车和砝码的总质量及对应纸带的加速度，填入表(二)中．表(二)实验次数加速度a/(m·s－2)小车受力F/N1234六、注意事项(1)平衡摩擦力时，调节长木板形成一个合适的斜面，使小车的重力沿着斜面方向的分力正好平衡小车受的摩擦阻力．在平衡摩擦力时，不要把悬挂小盘的细线系在小车上，即不要给小车加任何牵引力，并要让小车拖着纸带运动．(2)每条纸带必须在满足小车与车上所加砝码的总质量远大于小盘及盘内砝码总质量的条件下打出．只有如此，小盘及盘内砝码重力才可视为小车受到的拉力．(3)改变拉力和小车质量后，每次

5、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，且应在小车到达滑轮前按住小车．(4)作图像时，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．(5)作图时两轴标度比例要选择适当．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．本实验用小盘和砝码的总重力mg代替小车的拉力，而实际小车所受的拉力要小于小盘和砝码的总重力．小盘和砝码的总质量越接近于小车的质量，误差越大；反之，小盘和砝码的总质量越小于小车的质量，由此引起的误差就越小．因此，满足小盘和砝

6、码的总质量远小于小车的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)偶然误差摩擦力平衡不准确、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．1．实验中，如果不平衡摩擦力会产生什么样的后果？提示：不平衡摩擦力或摩擦力平衡不够描点连线得到的直线不过原点，证明不了加速度与作用力成正比．2．做该实验时，若先放小车再接通电源会产生怎样的后果？提示：会使纸带上打不了几个点，即纸带得不到充分利用，并且刚接通时点周期不稳会产生误差．3．为什么必须使重物的质量远小于小车和砝码的

7、总质量？提示：只有满足此条件，重物重力的大小才可视为小车受到的拉力大小．考向一　实验原理及误差分析典例1(2014·新课标全国Ⅰ)某同学利用图甲所示实验装置及数字化信息系统获得了小车加速度a与钩码的质量m的对应关系图，如图乙所示．实验中小车(含发射器)的质量为200g．实验时选择了不可伸长的轻质细绳和轻定滑轮，小车的加速度由位移传感器及与之相连的计算机得到．回答下列问题：(1)根据该同学的结果，小车的加速度与钩码的质量成________(填“线性”或“非线性”)关系．(2)由图乙可知，a－m图线不经过原

8、点，可能的原因是_____________________________________________________.(3)若利用本实验装置来验证“在小车质量不变的情况下，小车的加速度与作用力成正比”的结论，并直接以钩码所受重力mg作为小车受到的合外力，则实验中应采取的改进措施是________，钩码的质量应满足的条件是________．【解题引路】(1)位移传感器在此替代了哪个仪器装置？(2)小车做加速运动的动力来源是什么？【提示】