加速度与合外力、质量的关系_第1页
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1 3 在在 探究加速度与力 质量的关系探究加速度与力 质量的关系 这一实验中可能这一实验中可能 出现的几类问题出现的几类问题 课本在安排这个实验时 把小车和小 车上的砝码作为研究对象 于是研究 对象的质量 M 就是小车和小车上砝 码的总质量 把砂桶和砂子的总重力 mg 作为小车所受的合外力 我们知道这样做是存在系统误差的 因 为在平衡了摩擦力的情况下 小车所受的合外力应该是细绳的拉力 F 而细绳拉力 所以只有满足 m M 时才有 F mg 1 这是本实验应该具备的一个条件 再一个就是本实验在平衡摩擦力 时也可能会产生误差 下面就这些情况分别进行说明一下 1 平衡摩擦力时可能出现平衡摩擦力过度或平衡摩擦力不足两种情 况 当出现这些情况时 在探究质量一定 加速度与合外力的关系 时所对应的图像如下 表示正好平衡摩擦力 表示平衡摩擦力过度 表示平衡摩擦力不足 2 在质量一定 探究加速度和合外力的关系时 保证小车和小车上 的砝码总质量不变 不断向小桶内加放砂子 以改变合外力 F 这 样会导致 m 逐渐接近 M 从而破坏了 m M 这一条件 致使 a F 图 像呈现下面情形 F a O 2 3 由实验得到的这一图像的真实解析式应为 其中 m 为变 量 当 m M 时 m 可忽略 图 像为一条过坐标原点的倾斜直线 而当 m 接近 M 时 m 不可忽略图像 的斜率会因 m 的增大而 1 减小 从而呈现出图示的曲线 3 在保持合外力一定 砂和桶的总重力 mg 不变 探究加速度和质 量的关系时 通过改变小车上的砝码来改变质量 由于小车上砝码 的减少也会破坏 m M 这一条件 于是会出现如下的图像 1 由实验得到的这一图像的真实解析式应 为 其中变量 1 1 1 当 m M 时 0 1 的图像为过原点的一条倾 1 斜直线 而随着 M 的减小 M 可 以和 m 相比较时 图像斜率 会因 增大而减小从而 1 1 呈现出图示曲线 F a O 1 a O 3 3 综合以上系统误差的产生 我们可以将本实验进行如下的设计 在小车上放一个盛放砂子的盒子 盒子里放一些砂子 将小车 小 车上的盒子及盒子里面的砂子 小桶 桶里的砂子看做一个整体 就把这个整体作为研究对象 通过把小车上的砂子转移到小桶中来 探究质量一定时 加速度与合外力的关系 通过保持小桶中的砂子 不变而改变小
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