探究加速度与力质量的关系（页）

1、课题：探究加速度与力、质量的关系【学习目标】1. 用控制变量法探究加速度与力、质量的关系.2. 掌握利用图彖处理数据的方法.【学习重点】用控制变量法探究加速度打力、质量的关系.【学习难点】实验数据的分析与处理.【自学思考】实验原理（1）采用控制变量法当研究对象有两个以上的参量发生牵连变化吋，我们设法控制某些参量使z不变，而硏究其 中两个参最之间的变化关系的方法，是物理实验中经常采取的一种方法.木实验有f、m、a三个 参量，研究加速度a与f及m的关系时，我们应先控制一个参量不变，研究另外两个参量之间的 关系.在该实验中要求先控制小不的质量不变，改变小车所受的拉力f,讨论a与f的关系；再控 制小车

2、所受的拉力f不变，改变小车的质虽m,讨论a与m的关系.（2）要测量的物理量小车与-其上磁码的总质量m 一用天平测出.小车受的拉力f用天平测出小盘和盘内莊码的总质量m, rtl f=mg算出.小车的加速度a通过打点计时器打出的纸带测算出.（3）平衡摩擦力的目的和方法 目的：实验中小车要受到摩擦阻力的作用，增加了实验的难度.垫高水平木板不带滑轮的 端，使小车自身重力沿斜面的分力平衡摩擦力，这样小车所受拉力即为合力，提高了实验成功 率. 方法：不挂托盘，使小车拖着纸带，纸带通过打点计时器，并且使打点计时器处于工作状 态，逐渐调节木板的倾角，使打下的纸带点间距相等，则说明小车做匀速直线运动，即平衡了摩

3、 擦力.实验器材打点计时器、纸带、小车、一端附有定滑轮的长木板、小盘和祛码、细绳、天平（带有一套祛码）、刻度尺.【合作交流】一、探究加速度与力的关系1. 用天平测出小车和小盘（包括英中祛码）的质量分别 为mo、mo,并把数值记录下來.2. 如图将实验器材安装好（小车上不系绳）.3. 把木板无滑轮的一端下而垫一薄木板，平衡摩擦力.4. 将重物通过细绳系在小千上，接通电源放开小车， 用纸带记录小车的运动情况；取下纸带并在纸带上标上号 码及此时所挂重物的重力mog.5. 保持小车的质量不变，改变小盘（包括其屮祛码）的质量，重复步骤4多做几次实验，每次 小车从同一位置释放，并记录好相应纸带重物的重力m

4、lg. m2g-表1： m不变，加速度a与受力的关系实验次数n小车受力f/n加速度a/（m厂）12345 6. 利用上表中的数据,在坐标系中作出m不变时,a_f图象甲图所示.该图线不通过原点，请你分析其主要原因是例若某同学根据实验数据作出了加速度a随合力f的变化曲线，如例 若某同学根据实验数据作出了加速度a随合力f的变化曲线，当f 增大到一定程度时，图线向下弯曲，原因是注意事项1. 平衡摩擦力时不耍挂重物，整个实验平衡了摩擦力后，不管以后是改 变盘和他码的质量还是改变小车及眩码的质量，都不需要重新平衡摩擦力.2. 实验中必须满足小车和舷码的质量远大于小盘和祛码的总质量.只有如此,祛码和小盘的总

5、重力才可视为与小车受到的拉力相等.3. 各纸带上的加速度a,都应是该纸带上的平均加速度.4. 作图彖时，要使尽可能多的点在所作直线上，不在直线上的点应尽可能对称分布在所作直 线的两侧.离总线较远的点是错误数据，可舍去不予考虑.5. 小车应靠近打点计时器且先接通电源再释放纸带.误差分析1. 质量的测量误差、纸带上打点计时器打点间隔距离的测量误差，拉线或纸带不与木板平行实验次敎12345678小*加連度1.90l721.491.25loo0,750.500.300.250.290.330.400.500.7)1.001.67wk4.003.453.032 502.001.41loo0.60电援插头

6、小牢纸带&电咨花计吋器6砂嘀u甲址带运动方向e v6.19 6.707217.72单位丸m等都会造成谋寿.2. 因实验原理不完善造成课差：本实验屮川小盘及祛码的总重力代替小车受到的拉力(实际上 小车受到的拉力耍小于小盘及確码的总重力)，存在系统误差.小盘及祛码的总质量越接近小车的 质量，误差就越大；反之，小盘及舷码的总质量越小于小车的质量，误差就越小.3. 平衡摩擦力不准造成谋差：在平衡摩擦力时，除了不挂小盘外，其他的都跟正式实验一样 (比如要挂好纸帯、接通打点计时器)，匀速运动的标志是打点计时器打出的纸带上点的距离相等. 二、探究加速度与质量的关系 例用如图所示的装置研究在作用力f定

7、时，小车的加速 度a与小车质量m的关系，某位同学设计的实验步骤如下：a. 用天平称出小车和小桶及内部所装砂子的质量；b. 按图装好实验器材；c. 把轻绳系在小车上并绕过定滑轮悬挂砂桶；d. 将电磁打点计时器接在6 v电压的蓄电池上，接通电源，放开小车，打点计时器在纸带上打下-系列点，并在纸带上标明小车质量;e. 保持小桶及其中砂子的质量不变，增加小车上的祛码个数，并记录每次增加后的m值, 重复上述实验；f. 分析每条纸带，测量并计算出加速度的值；g. 作a m关系图彖，并由图彖确定a m关系.(1)该同学漏掉的重要实验步骤是,该步骤应排在步实验之后.(2)在上述步骤屮，有错谋的是，应把改为.在

8、上述步骤中，处理不恰当的是 ,应把改为 例 某同学设计了一个探究加速度a与物体所受合力f 及质虽m关系的实验，如图所示，图川为实验装置简图 (交流电的频率为50 hz).(1) 图乙为某次实验得到的纸带，根据纸帯可求出小车的加速度大小为m/s2 (保留两位有效数字).(2) 保持砂和砂桶质量不变，改变小车质分别 得到小车加速度a与质量m及对应的丄,数据如下表:m请在如图所示的方格坐标纸中画出3丄图线，并依据m图线求出小车加速度a少质量倒数一z间的关系式是m【反馈练习】1. 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，图屮a为砂桶, b为定滑轮，c为滑块及

9、上面添加的祛码，d为纸带，e 为电火花计时器，f为蓄电池，电压为6 v, g是电键， 请指出图中的三处错误2. 某同学做探究加速度与力、质量的关系的实验，在平 衡摩擦力时把木板的一端垫得过高，所得的af图象为 图中的（）b. (b)图c. (c)图a.图d. （d）图3、在光滑的水平而上访一质量为m的物体a用轻绳通过定滑轮与质量为m的物体b相联接，如图所示，物体a的加速度为尙，先 撤去物体b,対物体a施加一个与物体b重力相等的拉力f,如图 所示，物体a的加速度为a2.则下列选项止确的是（）a. 3i=2b. 31= 3?c. q-22 did.以上答案都不对。ra ( m / s 2)1.984.065.958 . 1 2f (n)1.002.003.004.004. 再做“探究加速度与力、质量的关系”的实验时,计算出个纸带的 加速度后，将加速度与力、质最的冇关数值记入表中，如图，a ( m / s 2)2.40