高一物理：4.2探究加速度与力、质量的关系

4.2实验:探究加速度与力、质量的关系学习目标:1.体会控制变量法的应用2.理解探究加速度，质量，力三者关系的实验方案的原理3.掌握测量加速度的方法，会用图像法处理实验数据，能进行误差分析主备人：

物体的加速度a与所受到的合外力F、物体质量m有怎样的定量关系？研究方法：控制变量法保持m不变，研究a与F的关系;保持F不变，研究a与m的关系。实验原理：m一定，a与F成正比，aF一定，a与m成反比，aaFma∝Fa∝实验仪器：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、低压交流电源、导线、天平、刻度尺、砝码．小车:打点计时器:测量小车运动过程中的加速度钩码:重力提供拉力研究对象,可用天平称其质量G钩码=

F合GFNFf？平衡摩擦力：

只有当小车质量远大于钩码质量时，钩码的重力才近似等于绳子拉力，用以表示小车受到的合外力FGG1FNfG1平衡摩擦力f。在小车不挂钩码时，将长木板倾斜

，轻推小车，若小车能在斜面上做匀速运动，表示摩擦力已经与重力沿斜面下滑的分力平衡了。实验步骤:1.用天平测出小车的质量。2.安装好实验装置，在小车上装好纸带，纸带另一端穿过计时器限位孔，调整木板倾斜程度，平衡摩擦力。3.控制小车质量不变，用细线将钩码与小车相连（钩码质量远小于小车质量），打开打点计时器，释放小车，测出一组数据。4.改变钩码质量，多测几组数据。5.控制钩码质量不变，改变小车质量，再测几组数据。a/m·s-2F/N00.10.20.30.40.50.150.300.450.600.75如何更直观地处理数据？当小车质量m不变时结论：m一定时，a与F成正比a∝F数据处理：加速度与力的关系a/m·s-20.20.40.60.81.000.51.01.52.02.5/kg-1m1当拉力F不变时结论：F一定时，a与m成反比a∝1/m数据处理：加速度与质量的关系注意事项：1．平衡摩擦力：①将打点计时器固定在被垫高的一端；②小车前不能施加任何牵引力（不能连接细线和勾码）③小车后连接一条纸带④先接通电源再轻推小车。2．不重复平衡摩擦力．3．实验条件：每条纸带必须在满足小车的质量远大于小盘和砝码的总质量的条件下打出．此时小盘和砝码的总重力才可视为小车受到的拉力．4.拉动小车的细线必须与木板平行.5．一先一后：改变拉力或小车质量后，每次开始时小车应尽量靠近打点计时器，并应先接通电源，再释放小车．实验误差分析：1.未平衡摩擦力，或平衡摩擦力时，长木板倾角过大或过小2.小车质量不是远大于钩码质量3.测量误差： 刻度尺测量纸带各点距离，天平测量质量，a/m·s-2平衡摩擦力没有平衡摩擦力或平衡摩擦力时倾角过小a/m·s-2a/m·s-2平衡摩擦力时长木板倾角过大F/NF/NF/N例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，下列说法中正确的是(

)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，且应先接通电源再释放小车随堂练习：BCD例2.在“探究加速度与力、质量的关系”的试验中。（1）．某小组得到一条打点的纸带，相邻计数点间的时间间隔为T，且间距S1、S2、S3、S4、S5、S6已测出，如下图所示，计数点D点瞬时速度的表达式为_______________________，物体加速度的表达式为_____________________________。ABCDEFGS1S2S3S4S5S6ABCDEFGVD=(S2+S3)/2Ta=(S6+S5+S4-S3-S2-S1)/9T2（2）.另一小组在试验中得到了如下一组实验数据①请在下图所示的坐标中画出a-F图像。

a/m·s-2F/N

0.10.20.30.40.50.61.20.90.60.30②.在只探究加速度与力的关系时，实验要满足什么前提：__________________________________③.从图中可以发现试验操作中存在的问题可能是（