高三一轮复习探究a与F、m关系实验

1、实验：探究实验：探究a与与F、m间关系间关系20162016届高三物理一轮复习届高三物理一轮复习高三物理备课组高三物理备课组 王爱松王爱松授课日期：授课日期：20152015年年8 8月月2222日日1 1、本实验的目的：、本实验的目的：探究探究a a与与F F、m m间关系间关系2 2、本实验的原理：、本实验的原理：控制变量法控制变量法3 3、本实验的器材：、本实验的器材：打点计时器、纸带、复写纸、小车、一端附有定滑轮的长木板、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、夹子、细绳、低压小盘、夹子、细绳、低压交流电源交流电源、导线、导线、天平天平、刻度尺刻度尺、砝、砝码码.

2、 . 4 4、本实验的步骤：、本实验的步骤：（1 1）测量）测量（2 2）安装）安装（3 3）平衡摩擦力）平衡摩擦力（4 4）操作）操作【步步高【步步高】P42本实验的注意事项：本实验的注意事项：1 1、平衡摩擦力时，、平衡摩擦力时，不要把悬挂小盘的细线系在小车上不要把悬挂小盘的细线系在小车上，仅让小，仅让小车独自拉着穿过打点计时器的纸带匀速运动车独自拉着穿过打点计时器的纸带匀速运动2 2、每次改变小车质量后，、每次改变小车质量后，不需要重新平衡摩擦力不需要重新平衡摩擦力3 3、拉小车的、拉小车的细线一定要和长木板平行细线一定要和长木板平行（可通过调节定滑轮的高（可通过调节定滑轮的高度实现）度

3、实现）4 4、实验中一定要满足、实验中一定要满足小盘和盘内砝码的质量远小于小车的质量小盘和盘内砝码的质量远小于小车的质量5 5、操作中要牢记、操作中要牢记“一先、一后、一按一先、一后、一按”平衡的目的是什么？平衡的目的是什么？本实验的误差分析：本实验的误差分析：1、因实验原理不完善引起的误差、因实验原理不完善引起的误差 本实验用小盘和砝码的总重力本实验用小盘和砝码的总重力mgmg代替小车的拉力，而实际代替小车的拉力，而实际上小车所受的拉力要小于小盘和砝码的总重力上小车所受的拉力要小于小盘和砝码的总重力. . 例题佐证：例题佐证：改变所挂钩码的数量，多次重复测量，在某次实验改变所挂钩码的数量，多

4、次重复测量，在某次实验中根据测得的多组数据可画出中根据测得的多组数据可画出a aF F关系图线关系图线( (如图所示如图所示) )分析此图线的分析此图线的OAOA段可得出的实验结论是段可得出的实验结论是_此图线的此图线的ABAB段明显偏离直线，造成此误差的主要原因是段明显偏离直线，造成此误差的主要原因是_A A小车与轨道之间存在摩擦小车与轨道之间存在摩擦B B导轨保持了水平状态导轨保持了水平状态C C所挂钩码的总质量太大所挂钩码的总质量太大D D所用小车的质量太大所用小车的质量太大 甲 乙 力传感器 打点计时器 长木板 光滑小轮 桶 措施措施2：将研究对象由小车换成小车、小盘及砝码这一：将研究

5、对象由小车换成小车、小盘及砝码这一系统系统措施措施1：思考：此时还需要思考：此时还需要满足满足“小盘和盘内小盘和盘内砝码的质量远小于砝码的质量远小于小车的质量小车的质量”吗？吗？思考：此时系统的合外力是多少，有误差吗？思考：此时系统的合外力是多少，有误差吗？例题佐证：例题佐证：某同学在某同学在“探究加速度与质量关系探究加速度与质量关系”时，通过给小时，通过给小车增加砝码来改变小车的质量车增加砝码来改变小车的质量M M，得到小车的加速度，得到小车的加速度a a与质量与质量M M的的数据，画出数据，画出a a 图线后，发现：当较大时，图线发生弯曲于图线后，发现：当较大时，图线发生弯曲于是，该同学对

6、实验方案进行了进一步地修正，避免了图线的末端是，该同学对实验方案进行了进一步地修正，避免了图线的末端发生弯曲的现象那么，该同学的修正方案可能是发生弯曲的现象那么，该同学的修正方案可能是A A改画改画a a与与 的关系图线的关系图线B B改画改画a a与与M Mm m的关系图线的关系图线C C改画改画a a与与 的关系图线的关系图线D D改画改画a a与与 的关系图线的关系图线 1M1MmmM21()Mm2 2、摩擦力平衡不准确、质量测量不准确、计数点间距测量、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不准确、纸带和细绳不严格与木板平行都会引起

7、误差. . 例题佐证例题佐证1 1：在保持小车及车中的砝码质量质量在保持小车及车中的砝码质量质量M M一定，探究加一定，探究加速度与所受合外力的关系时，由于平衡摩擦力时操作不当，二速度与所受合外力的关系时，由于平衡摩擦力时操作不当，二位同学得到的位同学得到的a aF F关系分别如下图关系分别如下图C C、D D所示所示(a(a是小车的加速是小车的加速度度.F.F是细线作用于小车的拉力是细线作用于小车的拉力) )。其原因分别是：。其原因分别是：C C图：图： ，D D图：图： 。 本实验的误差分析：本实验的误差分析：1 1、因实验原理不完善引起的误差、因实验原理不完善引起的误差 本实验用小盘和砝

8、码的总重力本实验用小盘和砝码的总重力mgmg代替小车的拉力，而实际代替小车的拉力，而实际上小车所受的拉力要小于小盘和砝码的总重力上小车所受的拉力要小于小盘和砝码的总重力. . 挡光片 光电门 接气源 滑块 气孔 气垫 导轨 滑块 气垫导轨气垫导轨 如果实验中采用气垫导轨，则可如果实验中采用气垫导轨，则可以忽略滑块与导轨间的摩擦，也以忽略滑块与导轨间的摩擦，也就无需进行平衡摩擦力这一操作。就无需进行平衡摩擦力这一操作。例题佐证例题佐证:2:2：平衡摩擦力后，将平衡摩擦力后，将5 5个相同的砝码都放在小车个相同的砝码都放在小车上挂上砝码盘，然后每次从小车上取一个砝码添加到砝码盘上挂上砝码盘，然后每

9、次从小车上取一个砝码添加到砝码盘中，测量小车的加速度小车的加速度中，测量小车的加速度小车的加速度a a与砝码盘中砝码总重力与砝码盘中砝码总重力F F的实验数据如下表：的实验数据如下表：某同学根据上面表格中的实验数据在坐标纸上作出某同学根据上面表格中的实验数据在坐标纸上作出a aF F的关系的关系图象，图象，发现图线不通过坐标原点发现图线不通过坐标原点，请说明主要原因是什么？，请说明主要原因是什么？ 砝码盘中砝码总重力 F(N) 0 0.196 0.392 0.588 0.784 0.980 加速度 a(ms2) 0.21 0.69 1.18 1.66 2.18 2.70 例题佐证例题佐证3 3

10、：某次实验中，操作者根据一条打出的纸带，作出如某次实验中，操作者根据一条打出的纸带，作出如下的图像，请问导致该图像弯曲的原因是什么？下的图像，请问导致该图像弯曲的原因是什么？vto某探究学习小组的同学要验证某探究学习小组的同学要验证“牛顿第二定律牛顿第二定律”，在实验室组装了一套如图，在实验室组装了一套如图所示的装置，木板放置在水平桌面上，木板上安装两个光电门，小车上固定所示的装置，木板放置在水平桌面上，木板上安装两个光电门，小车上固定有力传感器和挡光板，细线一端与力传感器连接，另一端跨过定滑轮挂上砝有力传感器和挡光板，细线一端与力传感器连接，另一端跨过定滑轮挂上砝码盘在实验中获得以下测量数据：小车、力传感器和挡光板的总质量码盘在实验中获得以下测量数据：小车、力传感器和挡光板的总质量M，挡，挡光板的宽度光板的宽度d，光电门，光电门1和和2的中心距离为的中心距离为s。（1）图中所示木板是水平的，若要把力传感器的示数作为小车的合外力，在）图中所示木板是水平的，若要把力传感器的示数作为小车的合外力，在实验数据开始测量之前，还需要平衡摩擦力，实验数据开始测量之前，还需要平衡摩擦力，具体的实验操作是具体的实验操作是 ；判断摩擦力恰好被平衡的依据是判断摩擦力恰好被平衡的依据是 。 （2）该实验是否需要满足砝码和砝码盘的总质量远小于车的总质量？）该实验是否需要满足砝码和砝码盘的总质量远