加速度质量力的关系.ppt

第4讲 实验四：验证牛顿运动定律 什么是物体运动状态的改变？根据牛顿第一什么是物体运动状态的改变？根据牛顿第一 定律，物体运动状态改变的原因是什么？定律，物体运动状态改变的原因是什么？ 复习思考： 物体运动状态运动状态的改变指的是物体的速度速度发生了变化 力是改变物体运动状态的原因 力运动状态变化 速度变化产生加速度 力是产生加速度的原因 1、研究目的 ： 定量分析a、F、m的关系 2、研究方法 ： 控制变量法控制变量法 A、m一定时，a与F的定量关系 B、F一定时，a与m的定量关系 一、实验探究一、实验探究 a、F、m的关系 如何求a、F、m？ n二、实验原理 n本实验第一部分保持小车的质量M不变，改变小 桶的质量m的大小，测出相应的加速度a，验证a 与F的关系；第二部分保持m不变，改变M的大 小，测出小车运动的加速度a，验证a与M的关系 利用砂及砂桶通过细线牵引小车做加速运动 ，采用控制变量法控制变量法法研究上述两组关系如图3 41所示，通过适当的调节，使小车所受的 阻力被平衡，使得小车M和小桶m都做加速运动 q对小桶：mgTma， q对小车：TMa， n三、实验器材 n打点计时器、纸带及复写纸、小车、一端附有 滑轮的长木板、小桶、细绳、砂、低压交流电 源、天平、刻度尺、砝码等 n四、实验步骤及器材调整 n1用天平分别测 出小车和小桶的质量M和m， 把数值记录 下来 n2按图342所示把实验 器材安装好 n3平衡摩擦力：在长木板的不带滑轮的一端下 面垫上一块薄木板，反复移动其位置，直至不 挂小桶的小车刚 好在斜面上保持匀速运动为 止 n4将小桶通过细绳 系在小车上，接通电源放 开小车，使小车运动，用纸带记录 小车的运动 情况，取下纸带 ，并在纸带 上标上号码 n5保持小车的质量不变，改变小桶中的砂量， 重复步骤4，每次记录 必须在相应的纸带 上做 上标记 ，列表格将记录 的数据填写在表内 n6在每条纸带 上选取一段比较理想的部分， 测出加速度a. n7建立坐标系，用纵坐标表示加速度，横坐 标表示力，在坐标系上描点，画出相应的图 线以验证 a与F的关系 n8保持砂及小桶的质量不变，改变小车的质 量(在小车上增减砝码)，重复上述步骤5,6， 验证 a与M的关系 n五、注意事项 n1平衡摩擦力：在平衡摩擦力时，不要悬挂小 桶，但小车应该连着纸带且接通电源用手给 小车一个初速度，如果在纸带上打出的点的间 隔是均匀的，表示小车受到的阻力跟它的重力 沿斜面向下的分力平衡 n2不重复平衡摩擦力：平衡了摩擦力后，不管 以后是改变小桶和砂的总质量还是改变小车和 砝码的总质量，都不需要重新平衡摩擦力 n3实验 条件：Mm.只有如此，小桶和砂的总 重力才可视为 小车受到的拉力 n4一先一后一按：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，后放开小车且应在小车到达滑轮前 按住小车 n5作图：作图时 两轴标 度比例要适当各量 须采用国际单 位，并尽可能多的在所作的直线 上，不在直线上的点尽可能对称分布在直线的 两侧，个别误 差较大的点应舍去 n六、数据处理及误差分析 n1因实验原理不完善引起的误差本实验用小 桶和砂的总重力mg代替小车的拉力，而实际上 小车所受的拉力要小于小桶和砂的总重力 n2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 n3在验证a与M的关系时，作图时应将横轴用 1/M表示，这样才能使图象更直观 n【跟踪训练 】 n1(多选)某同学设计 了一个探究小车加速度a 与小车所受拉力F及质量m关系的实验 ，如图3 43所示为实验 装置简图 他想用钩码 的重 力表示小车受到的合外力，为了减小这种做法 带来的实验误 差，你认为 下列说法正确的是( ) nA要平衡摩擦力 nB实验时 不需要平衡摩 擦力 nC钩码 的重力要远小于 小车的总重力 nD实验进 行时应 先释 放小车再接通电源 n2用如图344甲所示的实验 装置来验证 牛 顿第二定律，为消除摩擦力的影响，实验 前必 须平衡摩擦力 n(1)某同学平衡摩擦力时是这样 操作的：将小车 静止地放在水平长木板上，把木板不带滑轮的 一端慢慢垫高，如图乙所示，直到小车由静止 开始沿木板向下滑动为 止请问这 位同学的操 作是否正确？如果不正确，应当如何改正？ n答：_. n(2)如果这位同学先如(1)中的操作，然后不断改 变对 小车的拉力F，他得到M(小车质 量)保持不 变情况下的aF图线 是下图中的_(将 选项 代号的字母填在横线上) n(3)打点计时 器使用的交流电频 率f50 Hz.如图 345 所示是某同学在正确操作下获得的一 条纸带