实验操作应注意的问题

实验操作应注意的问题知识微课[情景导入]1．如何处理数据能更直观地判断加速度与力、质量的关系？提示：建立直角坐标系﹐根据各组实验数据在坐标纸上描点的连线来判断。2．小车下滑过程受哪些力的作用，其合力等于槽码的重力吗？提示：小车下滑过程中受到重力、绳的拉力、木板的支持力及摩擦力作用。在完全平衡摩擦力的前提下小车受到的合力就等于绳的拉力。绳的拉力实际上小于槽码的重力，只有满足槽码的质量远小于小车的质量时，才可认为绳的拉力近似等于槽码的重力。3．在探究加速度与力、质量的关系的实验中平衡了摩擦力后，改变槽码的质量，或者改变小车的质量，是否还需要重新平衡摩擦力？提示：平衡摩擦力是指小车所受的重力沿斜面向下的分力与小车受到的摩擦阻力大小相等，即mgsinθ＝μmgcosθ，等式两边mg可消去，所以平衡摩擦力后，不管是改变槽码的质量还是改变小车的质量，都不需要重新平衡摩擦力。

实验操作注意事项[核心阐述](1)两个重要条件：①平衡摩擦力；②所挂槽码的质量m≪小车(含砝码)的质量M。(2)连接装置时：①打点计时器要固定在长木板远离滑轮的一端。②调节定滑轮，使拉小车的细绳与长木板平行。③实验时要将小车靠近打点计时器，先接通电源后释放小车。[典例]在研究作用力F一定时，小车的加速度a与小车(含砝码)质量M的关系的实验中，某同学安装的实验装置和设计的实验步骤如下：A．用天平称出小车和槽码的质量B．按图安装好实验器材C．把细绳一端系在小车上，另一端绕过定滑轮悬挂槽码D．将电磁打点计时器接在8V电压的蓄电池上，接通电源，释放小车，打点计时器在纸带上打下一系列点，并在纸带上标明小车质量E．保持槽码的质量不变，增加小车上的砝码个数，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关系图像，并由图像确定a与M的关系(1)请改正实验装置图中的错误。①电磁打点计时器位置________________；②小车位置__________________________；③滑轮位置__________________________。(2)该同学漏掉的重要实验步骤是_______，该步骤应排在步骤______之后。(3)在上述步骤中，有错误的是步骤_______，应把_____改为________________。(4)在上述步骤中，处理不恰当的是步骤______，应把______改为____。[解析]

(1)①电磁打点计时器应固定在长木板无滑轮的一端；②释放小车时，小车应靠近打点计时器；③连接小车的细绳应平行于长木板，故应调节滑轮位置使细绳平行于长木板。(2)实验时应平衡摩擦力，使小车所受重力沿长木板方向的分力与小车所受摩擦力平衡，故应垫高长木板右端以平衡摩擦力。实验中把槽码的重力看成与小车所受拉力大小相等，没有考虑摩擦力，故必须平衡摩擦力，且应排在步骤B之后。(3)步骤D中电磁打点计时器接在8V电压的蓄电池上将无法工作，必须接在约为8V的交流电源上。[针对训练]1．如图甲所示，某实验小组在探究加速度与力、质量的关系实验中，将一端带定滑轮的长木板放在水平桌面上，小车的左端通过轻质细绳跨过定滑轮与砝码盘相连，小车的右端与穿过打点计时器的纸带相连。已知重力加速度大小为g，打点计时器所接电源的频率为50Hz。(1)用小木块把木板一端垫高后，在不挂砝码盘的情况下，轻推一下小车，直到打点计时器打出一系列间距均匀的点。(2)在平衡摩擦力后，保持小车质量不变的情况下，改变砝码盘中砝码的质量m，重复实验多次。根据实验数据描点画出了如图乙所示的a-m图像，图线不过坐标原点的原因可能是________。A．砝码的质量过大B．平衡摩擦力不足C．细绳与木板未调节平行D．实验中忽略了砝码盘的质量(3)实验过程中打出如图丙所示的一条理想纸带，图中O、A、B、C、D相邻两计数点间还有4个点未画出，则小车运动的加速度大小a＝________m/s2。(保留三位有效数字)解析：(2)由图像可知，当砝码盘中砝码的质量为零时，小车已有加速度，因实验中已经平衡了摩擦力，则可知原因是实验中忽略了砝码盘的质量，故选D。答案：(2)D

(3)2.002．某同学用如图甲所示的装置，探究小车质量一定时小车加速度与合外力的关系。已知实验中打点计时器的打点周期为0.02s。(1)为了使细线对小车的拉力等于小车所受的合外力，下列操作正确的是________。①在调整长木板的倾斜度补偿阻力时，应当将槽码通过细线挂在小车上②在调整长木板的倾斜度补偿阻力时，应当将穿过打点计时器的纸带连在小车上(2)实验得到如图乙所示的纸带，图中的点为计数点，每两个相邻的计数点间还有4个点没有画出，测得小车加速度的大小a＝________m/s2。(结