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课件网) 2.实验:探究加速度与力、质量的关系 01 02 03 实验自主学习 实验互动探究 实验典例突破 01 实验自主学习 【实验目的】 1.探究加速度与力、质量的关系。 2.学会用_____探究物理规律。 3.学会用图像法分析处理实验数据的方法。 【实验器材】 打点计时器、纸带、复写纸、小车、一端附有定滑轮的长木板、小盘、 砝码、夹子、细绳、低压交流电源、导线、天平、刻度尺。 控制变量法 【实验原理与设计】 1.实验的基本思想———_____法。 2.实验原理: (1)加速度与力的关系 保持物体的质量m不变,测量物体在不同力F的作用下的加速度a,分析F与a 的关系。 (2)加速度与质量的关系 保持物体所受的力F不变,测量不同质量m的物体在恒力F作用下的加速度a, 分析a与m的关系。 控制变量 3.实验设计———三个物理量的测量方法 (1)质量的测量:用天平测量质量。为了改变小车的质量, 可以在小车中增减砝码的数量。 (2)物体所受的作用力测量: ①先不悬挂小盘(砝码),在长木板的不带定滑轮的一端下面垫上一块薄木板,反复 移动薄木板的位置,直至小车在斜面上运动时可以保持匀速直线运动状态。这时, 小车拖着纸带运动时受到的摩擦阻力恰好与小车所受的重力在斜面方向上的分 力平衡。 ②悬挂小盘(砝码),改变小盘内砝码的个数,当满足:小盘(砝码)的质量远小于小车 的质量时,小盘和砝码的总重力即为小车受到的拉力。 (3)加速度a的测量和比较: ①应用纸带测加速度:在小车后面安装一条通过打点计时器限位孔的纸带,接通打点计 时器电源后释放小车,打出一条纸带。然后,根据在匀变速直线运动中连续相等的时间 间隔T内的位移之差Δx=aT2求出加速度。 ②应用匀变速运动规律求加速度:如果物体做初速度为零的匀加速直线运动,那么,测量 物体加速度最直接的办法就是用刻度尺测量位移并用秒表测量时间,然后由a=算出a。 ③应用“加速度与位移成正比”:物体做初速度为零的匀加速直线运动时a=。如果测出 两个初速度为零的匀加速运动在相同时间内发生的位移为x1、x2,则位移之比就是加速 度之比,即=。 02 实验互动探究 【实验过程】 一、实验步骤 1.用天平测量小盘的质量m0和小车的质量M0。 2.按图所示把实验器材安装好,只是不把悬挂小盘的细绳系在小车上(即不 给小车加牵引力)。 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板,反复移动薄木 板的位置,直至小车在斜面上运动时可以保持匀速直线运动状态。这时,小车拖 着纸带运动时受到的摩擦阻力恰好与小车所受的重力在斜面方向上的分力平衡。 4.把小车停在打点计时器处,并在小盘内放入适量的砝码,挂上小盘和砝码,先接 通电源,再让小车拖着纸带在木板上匀加速下滑,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。 二、数据收集与分析 (一)数据收集: 1.保持小车质量不变时,计算各次小盘和砝码的重力(作为小车所受的合力)及对 应纸带的加速度填入表1中。 表1 实验次数 加速度a/(m·s-2) 小车受力F/N 1 2 3 4 2.保持小盘内的砝码个数不变时,计算各次小车和砝码的总质量及对应纸带的加 速度,填入表2中。 表2 实验次数 加速度a/(m·s-2) 小车和砝码的总质 量M/kg 小车与砝码总质量的 倒数/kg-1 1 2 3 4 (二)数据分析: 1.计算法 测得加速度或加速度之比(等于位移之比)后,通过计算看是否满足=、=。 2.图像法 (1)分析加速度和力的关系:依据表1,以加速度a为纵坐标,以 外力F为横坐标,作出a-F关系图像,如图所示,图像是一条 过原点的直线,便证明加速度与作用力成正比。 (2)分析加速度和质量的关系:依据表2,以加 ... ...
