实验：加速度与力质量的关系.pptVIP

第四章第四章 牛顿运动定律牛顿运动定律 第第2 2节节 实验实验: : 探究加速度与力、质量的关系探究加速度与力、质量的关系 一一. .实验方法实验方法 控制变量法控制变量法: : 实验1：保持物体质量M不变时，探究物 体加速度a与所受合力F的变化关系 实验2：保持物体所受合力F不变时，探 究物体加速度a与质量M的变化关系 二二. .实验方案设计实验方案设计 方案中需要解决的三个问题方案中需要解决的三个问题: : 1.1.怎样提供可以改变的合力怎样提供可以改变的合力F F使物体产生加速使物体产生加速 度并对合力度并对合力F F的大小进行测量的大小进行测量 ？ 2.2.怎样改变物体的质量怎样改变物体的质量MM并进行测量？并进行测量？ 3.3.怎样测量或比较物体的加速度怎样测量或比较物体的加速度 a a 的大小？的大小？ 参参 考考 方方 案案 一一 两辆小车、夹子两辆小车、夹子一端带两个滑轮的一端带两个滑轮的长长 木板、细线、砝码、砝码盘、刻度尺木板、细线、砝码、砝码盘、刻度尺 、天平为器材，研究小车运动。、天平为器材，研究小车运动。 小车、打点计时器、纸带、小车、打点计时器、纸带、一端带滑一端带滑 轮的轮的长木板、细线、砝码、沙桶、刻长木板、细线、砝码、沙桶、刻 度尺、天平为器材，研究小车运动。度尺、天平为器材，研究小车运动。 参参 考考 方方 案案 二二 钩码的总重力钩码的总重力 G G当作小车受当作小车受 到的拉力到的拉力F F 从打点计时器打从打点计时器打 出的纸带计算出出的纸带计算出 小车的加速度小车的加速度a a 用天平测出小用天平测出小 车的质量车的质量MM 采采 用用 方方 案案 1.1.使用重物（空桶加小砝码）通过细绳使用重物（空桶加小砝码）通过细绳 和定滑轮给物体提供拉力，在和定滑轮给物体提供拉力，在平衡摩平衡摩 擦力擦力后可以近似认为重物的重力大小后可以近似认为重物的重力大小 等于物体所受合力大小等于物体所受合力大小 本次实验采用目前国内中学实验室最先进的本次实验采用目前国内中学实验室最先进的 光电门传感器完成光电门传感器完成 如何平衡摩擦力？如何平衡摩擦力？ 可把滑板倾斜成斜面，调整斜面倾角使重力可把滑板倾斜成斜面，调整斜面倾角使重力 沿斜面向下的分力和摩擦力平衡，如图所示沿斜面向下的分力和摩擦力平衡，如图所示 ： N GGcos Gsin f 采采 用用 方方 案案 采采 用用 方方 案案 1.1.使用重物（空桶加小砝码）通过细绳使用重物（空桶加小砝码）通过细绳 和定滑轮给物体提供拉力，在平衡摩和定滑轮给物体提供拉力，在平衡摩 擦力后可以近似认为重物的重力大小擦力后可以近似认为重物的重力大小 等于物体所受合力大小等于物体所受合力大小 2.2.通过加减钩码改变小车总质量通过加减钩码改变小车总质量MM 本次实验采用目前国内中学实验室最先进的本次实验采用目前国内中学实验室最先进的 光电门传感器完成光电门传感器完成 砝码砝码 质量质量 5g5g 10g10g 光电门光电门2 2钩码钩码光电门光电门1 1遮光片：遮光片：0.02m0.02m 桶重桶重:0.05N:0.05N 3.3.利用光电门测量加速度原理：利用光电门测量加速度原理： 实实 验验 装装 置置 a =a =（v v 2 2 -v-v 1 1 ）/t /t12 12 = = ( (0.02/t0.02/t 2 2 -0.02/t-0.02/t 1 1 ) )/t /t 1212 三三. .实验步骤及注意事项实验步骤及注意事项 实验实验1 1： 1. 1.打开通用软件，应用光电门平衡摩擦力打开通用软件，应用光电门平衡摩擦力 （平衡后不能再移动滑板）（平衡后不能再移动滑板） 2. 2.调用数据记录表调用数据记录表（a a与与F F的关系模板）的关系模板） 3. 3.点击数据记录中的点击数据记录中的“ “开始开始” ”，使塑料空桶拉着小车加速运动，使塑料空桶拉着小车加速运动 通过两个光电门，点击数据记录中的通过两个光电门，点击数据记录中的“ “结束结束” ”，自动记录，自动记录 一组数据后手动录入重物一组数据后手动录入重物总拉力总拉力。 4. 4.在空桶内加入小砝码改变重物拉力，再做三次。在空桶内加入小砝码改变重物拉力，再做三次。 （释放小车前注意检查拉绳是否还在滑轮上）释放小车前注意检查拉绳是否还在滑轮上） 5. 5.做完四组数据后观察做完四组数据后观察a a和和F F的关系，应用图像法做定量分的关系，应用图像法做定量分 析（点击析（点击“ “绘图绘图” ”，选择，选择F F为为X X坐标，坐标，a a为为Y Y坐标，画出离散坐标，画出离散 点，然后点击点，然后点击“ “拟合拟合” ”，选择线性拟合，画出，选择线性拟合，画出a-Fa-F图像。）图像。） 三三. .实验步骤及注意事项实验步骤及注意事项 实验实验2 2： 1.1.关闭实验关闭实验1 1的图像，调用数据记录表的图像，调用数据记录表（a a与与MM的关系模板的关系模板 ） 2.2.点击数据记录中的点击数据记录中的“ “开始开始” ”，使塑料空桶拉着小车加速运，使塑料空桶拉着小车加速运 动通过两个光电门，点击数据记录中的动通过两个光电门，点击数据记录中的“ “结束结束” ”，自动记，自动记 录一组数据后手动录入小车录一组数据后手动录入小车总质量总质量 3.3.在小车上加上钩码改变小车总质量，再做三次。在小车上加上钩码改变小车总质量，再做三次。 （释放小车前注意检查拉绳是否还在滑轮上（释放小车前注意检查拉绳是否还在滑轮上 ） 4.4.做完四组数据后观察做完四组数据后观察a a和和MM的关系，应用图像法做定量分的关系，应用图像法做定量分 析（点击析（点击“ “绘图绘图” ”，选择，选择F F为为X X坐标，坐标，a a为为Y Y坐标，画出离坐标，画出离 散点，然后点击散点，然后点击“ “拟合拟合” ”，选择反比拟合，画出，选择反比拟合，画出a-Ma-M图像图像 。）。） 四四. .实验结论实验结论 实验结论: n1.物体质量MM不