江苏省姜堰市张甸中学高三物理一轮复习 3.6 实验探究加速度与力、质量的关系教学案+同步作业.doc

课题：3.6实验:探究加速度与力、质量的关系1实验目的、原理图1实验目的：验证牛顿第二定律，即物体的质量一定时，加速度与作用力成正比；作用力一定时，加速度与质量成反比实验原理：利用砂及砂桶通过细线牵引小车做加速运动的方法，采用_法研究上述两组关系如图1所示，通过适当的调节，使小车所受的阻力忽略，当m和m做加速运动时，可以得到图2 当m_m时，可近似认为小车所受的拉力t等于mg2实验器材 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，两根导线，天平，砝码，_ 3实验步骤及器材调整 (1)用天平测出小车和小桶的质量m和m，把数值记录下来 (2)按图2所示把实验器材安装好 (3)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，直至不挂砂桶的小车刚好在斜面上_运动为止 (4)将砂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 (5)保持小车的质量不变，改变砂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 (6)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 (7)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 4注意事项 (1)在本实验中，必须平衡摩擦力，方法是将长木板的一端垫起，而垫起的位置要恰当在位置确定以后，不能再更换倾角 (2)改变m和m的大小时，每次小车开始释放时应尽量靠近打点计时器，而且先通电再放小车 (3)每次利用纸带确定a时，应求解其平均加速度 5数据处理及误差分析 (1)该实验原理中t=，可见要在每次实验中均要求mm，只有这样，才能使牵引小车的牵引力近似等于砂及砂桶的重力 (2)在平衡摩擦力时，垫起的物体的位置要适当，长木板形成的倾角既不能太大也不能太小，同时每次改变m时，不再重复平衡摩擦力 (3)在验证a与m的关系时，作图时应将横轴用lm表示，这样才能使图象更直观 针对训练1、在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中,在研究加速度a与小车的质量m的关系时,由于没有注意始终满足mm的条件,结果得到的图象应是下图中的（ ）2、 某同学设计了一个探究加速度a与物体所受合力f及质量m关系的实验,如图所示,图甲为实验装置简图.（交流电的频率为50 hz）（1）图乙为某次实验得到的纸带,根据纸带可求出小车的加速度大小为 m/s2.（保留两位有效数字）（2）保持砂和小砂桶质量不变,改变小车质量m,分别得到小车加速度a与质量m及对应的.数据如下表:请在下图给出的方格坐标纸中画出a图线,并根据图线求出小车加速度a与质量倒数之间的关系式是 .（3）保持小车质量不变,改变砂和小砂桶质量,该同学根据实验数据作出了加速度a随合力f的变化图线,如下图所示.该图线不通过原点,其主要原因是 . 2011.10.12张甸中学高三物理一轮复习作业课题：3.6 实验 编制：于正华 审核：王昭民 班级_ 姓名_1.在利用打点计时器和小车来做“验证牛顿运动定律”的实验时,下列说法中正确是（ ）a.平衡摩擦力时,应将砝码盘及盘内砝码通过定滑轮拴在小车上b.连接砝码盘和小车的细绳应跟长木板保持平行c.平衡摩擦力后,长木板的位置不能移动d.小车释放前应靠近打点计时器,且应先接电源再释放小车2.在探究“牛顿第二定律”时，某小组设计双车位移比较法来探究加速度与力的关系实验装置如图所示，将轨道分上下双层排列，两小车后的刹车线穿过尾端固定板，由安装在后面的刹车系统同时进行控制（未画出刹车系统）通过改变砝码盘中的砝码来改变拉力大小通过比较两小车的位移来比较两小车的加速度大小，是因为位移与加速度的关系式为 已知两车质量均为200g，实验数据如表中所示：实验次数小车拉力f/n位移s/cm拉力比f甲/f乙位移比s甲/s乙1甲0.122.30.500.51乙0.243.52甲0.229.00.670.67乙0.343.03甲0.341.00.750.74乙0.455.4乙甲分析表中数据可得到结论： _该装置中的刹车系统的作用是_为了减小实验的系统误差，你认为还可以进行哪些方面的改进？（只需提出一个建议即可）_ 3.如图所示,是某次利用气垫导轨探究加速度与力、质量关系的实验装置安装完毕后的示意图,图中a为砂桶和砂,b为定滑轮,c为滑块及上面添加的砝码,d为纸带,e为电火花计时器,f为蓄电池,电压为6 v,k是电键,请指出图中的三处错误.（1） （2） （3） 4.现要验证“当质量一定时,物体运动的加速度与它所受的合外力成正比”这一物理规律.给定的器材如下:一倾角可以调节的长斜面（如图所示）、小车、计时器一个、米尺.（1）填入适当的公式或文字,完善以下实验步骤（不考虑摩擦力的影响）.让小车自斜面上方一固定点a1从静止开始下滑至斜面底端a2,记下所用的时间t.用米尺测量a1与a2之间的距离s,则小车的加速度a= .用米尺测量a1相对于a2的高度h.设小车所受重力为mg,则小车所受的合外力f= .改变 ,重复上述测量.以h为横坐标,1/t2为纵坐标,根据实验数据作图.如能得到一条过原点的直线,则可以验证“当质量一定时，物体运动的加速度与它所受的合外力成正比”这一规律.（2）在探究如何消除上述实验中摩擦阻力影响的过程中,某同学设计的方案是:调节斜面倾角,使小车在斜面上匀速下滑.测量此时a1点相对于斜面底端a2的高度h0.进行（1）中的各项测量.计算与作图时用（h-h0）代替h.对此方案有以下几种评论意见:a.方案正确可行b.方案的理论依据正确,但利用所给器材无法确定小车在斜面上是否做匀速运动c.方案