探究加速度与物体受力、物体质量的关系

《探究加速度与物体质量、物体受力的关系》实验分析 《探究加速度与物体质量、物体受力的关系》实验是高考物理实验考查的重点和热点, 该实验可从设计实验方法、实验步骤、图象法处理实验数据、 误差分析等角度设置问题,考该文档为文档投稿赚钱网作品,版权所有,违责必纠 查学生的综合实验能力,下面就本实验做简要分析。 (一) 基础知识梳理 实验目的:(1)学会用控制变量法研究物理规律; (2 )探究加速度与物体质量、物体受力的关系; (3)掌握运用图象处理问题的方法. 实验原理 细绳z纸带探究加速度a与力F、质量M的关系时,应用的基本方法是_控制变量法__,即先控制一 个参量一一小车的质量 M不变,讨论加速度a与力F的关系;再控制小盘和砝码的质量不变, 即力F不变,改变小车质量 M讨论加速度a与质量M 的关系.该文档为文档投稿赚钱网作品,版权所有,违责必纠 细绳 z 纸带 3 ?实验器材: 打点计时器、纸带、复写纸(电火花计 小盘抒点计时挪时器不用此器材)、小车、一端附有定滑轮的长木 板、小盘、夹子、细绳、交流电源、导线、天平、刻 度尺、砝码、 薄木块 ?该文档为文档投稿赚钱网作品,版权所有,违责必纠 小盘 抒点计时挪 .实验步骤: 用天平测量小盘质量 m'和小车质量m; 按照实验装置图把实验器材安装好,但不要把悬挂小盘的细绳系在小车上(即不给 小车牵引力);该文档为文档投稿赚钱网作品,版权所有,违责必纠 平衡摩擦力:在长木板的不带定滑轮的一端下面垫上一块薄木块, 使小车匀速下滑; 小盘通过细绳绕过滑轮系于小车上,先接 通电源后放开小车,取下纸带编号码; 保持小车质量 m不变,改变砝码和小盘的质量 m',重复步骤④; 在每条纸带上选取一段比较理想的部分,测加速度 a ; 描点作图,作a -F图像; 保持砝码和小盘质量 m不变,改变小车质量 m,重复步骤④和⑥; 作a - m-1图像.该文档为文档投稿赚钱网作品,版权所有,违责必纠 ?实验结论:物体的加速度与合外力成 正比,与质量成 反比. 7.误差分析:① 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 mg代替小该文档为文档投稿赚钱网作品,版权所有,违责必纠 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. ② 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 等都会引起误差. &注意事项:① 实验方法:控制变量法?② 平衡摩擦力:在平衡摩擦力时,不要 悬挂 小盘 ,但小车应连着纸带且接通电源. 用手给小车一个初速度, 如果在纸带上打出的点该文档为文档投稿赚钱网作品,版权所有,违责必纠 的间隔是 均匀 的,表明小车受到的阻力跟它的重力沿斜面向下的分力平衡.③ 不重复 平衡摩擦力:平衡了摩擦力后,不管以后是改变小 盘和砝码的总质量还是改变小车和砝码 的总质量,都不需要重新平衡摩擦力.④ 实验条件:m丄二m,,只有如此,小盘和砝码 的总重力才可视为小车受到的拉力.⑤ 一先一后一按:改变拉力和小车质量后,每次开始 时小车应尽量靠近 打点计时器,并应先 接通电源 ,后 放开小车,且应在小车到达 滑轮前按住小车.⑥ 作图:作图时两轴标度比例要适当.各量须采用国际单位.这样作图 线时,坐标点间距不至于过密,误差会小些.该文档为文档投稿赚钱网作品,版权所有,违责必纠 (二) 测量方法梳理 一、如何测量小车的加速度 1 .纸带分析方法 利用△ s=aT2,并采用逐差法”求加速度 ⑵用图像法”求加速度。 2.对比分析法 实验装置如下图所示, 在两条高低不同的导轨上放置两量小车, 车的一端连接细绳, 细该文档为文档投稿赚钱网作品,版权所有,违责必纠 绳的另一端跨过定滑轮挂一个小桶; 车的另一端通过细线连接到一个卡口上, 它可以同时释该文档为文档投稿赚钱网作品,版权所有,违责必纠 放两辆小车。辆车从静止开始做匀加速直线运动, 相等时间内通过对位移与它们的加速度成该文档为文档投稿赚钱网作品,版权所有,违责必纠 正比,因此实验中不必计算出加速度,可以采用比较位移的方法,比较加速度的大小。 例如:(2011 ?天星调研卷)如图10所示为某同学探究加速度与力和质量关系的实验装置, 两个相同质量的小车放在光滑水平板上, 前端各系一条细绳,绳的一端跨过定滑轮各挂一个该文档为文档投稿赚钱网作品,版权所有,违责必纠 小盘,盘中可放砝码?两小车后端各系一条细绳,一起被夹子夹着使小车静止?打开夹子, 两小车同时开始运动;关上夹子,两小车同时停下来,用刻度尺测出两小车的位移,下表是 该同学在几次实验中记录的数据.该文档为文档投稿赚钱网作品,版权所有,违责必纠 n Il r —hw A U U 实验 车号 小车质 小盘质 车中砝码 盘中砝码 小车位 次数 量(g) 量(g)

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