《高中物理人教版必修1课件：第4章 2 实验：探究加速度与力、质量的关系》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高中物理人教版必修1课件：第4章 2 实验：探究加速度与力、质量的关系（28页珍藏版）》请在装配图网上搜索。
1、第四章牛顿运动定律第四章牛顿运动定律2实验：探究加速度与力、质量的关系实验：探究加速度与力、质量的关系【实验目的实验目的】学会用控制变量法探究物理规律全面正确地认识加速度学会用控制变量法探究物理规律全面正确地认识加速度与力、质量的关系与力、质量的关系【实验原理实验原理】1加速度是表示物体运动状态变化快慢的物理量根据事加速度是表示物体运动状态变化快慢的物理量根据事实经验，加速度与物体的质量有关物体受力一定时，质量越实经验，加速度与物体的质量有关物体受力一定时，质量越小，加速度就越大加速度还与物体受力的大小有关，物体质小，加速度就越大加速度还与物体受力的大小有关，物体质量一定时，受力越大，其加速度
2、越大量一定时，受力越大，其加速度越大2控制变量法：加速度控制变量法：加速度a和质量和质量m、受力、受力F都有关系研究都有关系研究它们之间的关系时，先保持质量不变，测量物体在不同的力的它们之间的关系时，先保持质量不变，测量物体在不同的力的作用下的加速度，分析加速度与力的关系；再保持物体所受的作用下的加速度，分析加速度与力的关系；再保持物体所受的力相同，测量不同质量的物体在该力作用下的加速度，分析加力相同，测量不同质量的物体在该力作用下的加速度，分析加速度与质量的关系这种先控制一个参量不变，研究其余参量速度与质量的关系这种先控制一个参量不变，研究其余参量之间变化关系，再控制另一个参量不变，研究其余
3、参量之间变之间变化关系，再控制另一个参量不变，研究其余参量之间变化关系的方法叫控制变量法化关系的方法叫控制变量法【实验器材实验器材】砝码、一端有定滑轮的长木板、细线、纸带、导线、夹砝码、一端有定滑轮的长木板、细线、纸带、导线、夹子、小盘、天平、小车、打点计时器、交流电源、复写纸、刻子、小盘、天平、小车、打点计时器、交流电源、复写纸、刻度尺度尺【实验步骤实验步骤】1测质量测质量 用天平测量小盘的质量用天平测量小盘的质量m0和小车的质量和小车的质量M0.2安仪器安仪器按图将实验器材安装好按图将实验器材安装好(小车上不系绳小车上不系绳)3平衡摩擦力平衡摩擦力把木板无滑轮的一端下面垫一薄木板，反复移动
4、其位置，把木板无滑轮的一端下面垫一薄木板，反复移动其位置，使小车在不挂小盘和砝码的情况下，能沿木板做匀速直线运动使小车在不挂小盘和砝码的情况下，能沿木板做匀速直线运动(直到打点计时器打出的纸带上相邻点的间距相等直到打点计时器打出的纸带上相邻点的间距相等)4测测a、F把小车停在打点计时器处，挂上小盘和砝码，先接通电把小车停在打点计时器处，挂上小盘和砝码，先接通电源，再让小车拖着纸带在木板上匀加速下滑，打出一条纸源，再让小车拖着纸带在木板上匀加速下滑，打出一条纸带计算小盘和砝码的重力，即为小车所受的合外力，由纸带带计算小盘和砝码的重力，即为小车所受的合外力，由纸带计算出小车的加速度，并把小盘和砝码
5、的重力和对应的加速度计算出小车的加速度，并把小盘和砝码的重力和对应的加速度记录在表格中记录在表格中5再重复再重复改变小盘内砝码的个数，重复步骤改变小盘内砝码的个数，重复步骤4，并多做几次实验，并多做几次实验6测测a、M保持小盘内的砝码个数不变，在小车上放上砝码改变小车保持小盘内的砝码个数不变，在小车上放上砝码改变小车的质量，让小车在木板上运动打出纸带计算砝码和小车的总的质量，让小车在木板上运动打出纸带计算砝码和小车的总质量质量M，并由纸带计算出小车对应的加速度，并由纸带计算出小车对应的加速度7再重复再重复改变小车上砝码的个数，重复步骤改变小车上砝码的个数，重复步骤6，所对应的质量和加速，所对应
6、的质量和加速度也需记录在表格中度也需记录在表格中【数据处理数据处理】1把小车在不同力作用下产生的加速度填在表中把小车在不同力作用下产生的加速度填在表中.实验次数实验次数加速度加速度a/(ms2)小车受力小车受力F/N1234实验数据分析：根据记录的数据，作出实验数据分析：根据记录的数据，作出a F图象，即在图图象，即在图中描点、连线通过连线可知，在误差允许的范围内，所描绘中描点、连线通过连线可知，在误差允许的范围内，所描绘的各点大致分布在同一条过坐标原点的直线上的各点大致分布在同一条过坐标原点的直线上2把不同质量的小车在相同力的作用下产生的加速度填在把不同质量的小车在相同力的作用下产生的加速度
7、填在表中表中.实验次数实验次数加速度加速度a/(ms2)小车质量小车质量M/kg12343实验结论实验结论(1)保持物体质量不变时，物体的加速度保持物体质量不变时，物体的加速度a与所受力与所受力F成正成正比比(2)在力在力F不变时，物体的加速度不变时，物体的加速度a与质量与质量M成反比成反比【误差分析误差分析】1因实验原理不完善造成系统误差实验中用小盘和砝码因实验原理不完善造成系统误差实验中用小盘和砝码的总重力代替小车受到的拉力的总重力代替小车受到的拉力(实际上小车受到的拉力要小于小实际上小车受到的拉力要小于小盘和砝码的总重力盘和砝码的总重力)，存在系统误差；小盘和砝码的总质量越接，存在系统误
8、差；小盘和砝码的总质量越接近小车的质量，误差就越大；反之，小盘和砝码的总质量越小近小车的质量，误差就越大；反之，小盘和砝码的总质量越小于小车的质量，误差就越小于小车的质量，误差就越小2测量、操作不够准确造成偶然误差测量、操作不够准确造成偶然误差.(1)质量的测量误差质量的测量误差(2)纸带上打点计时器打点间隔距离的测量误差纸带上打点计时器打点间隔距离的测量误差(3)拉线或纸带与木板不平行会造成误差拉线或纸带与木板不平行会造成误差(4)平衡摩擦力不够平衡摩擦力不够(或过度或过度)造成的误差，该误差使作出的图造成的误差，该误差使作出的图线在横轴线在横轴(或纵轴或纵轴)上产生截距上产生截距【注意事项
9、注意事项】1平衡摩擦力时不要挂重物，整个实验平衡了摩擦力后，平衡摩擦力时不要挂重物，整个实验平衡了摩擦力后，不管以后是改变小盘和砝码的质量还是改变小车和砝码的质不管以后是改变小盘和砝码的质量还是改变小车和砝码的质量，都不需要重新平衡摩擦力量，都不需要重新平衡摩擦力2实验中必须满足小车和砝码的总质量远大于小盘和砝码实验中必须满足小车和砝码的总质量远大于小盘和砝码的总质量的总质量3改变拉力和小车质量后，每次开始时小车应尽量靠近打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，再放开小车，且应在小车到达滑点计时器，并应先接通电源，再放开小车，且应在小车到达滑轮前按住小车轮前
10、按住小车4作图象时，要使尽可能多的点落在所作直线上，不在直作图象时，要使尽可能多的点落在所作直线上，不在直线上的点应尽可能对称分布在所作直线两侧线上的点应尽可能对称分布在所作直线两侧用如图所示的装置研究在作用力用如图所示的装置研究在作用力F一定时，小车的加一定时，小车的加速度速度a与小车质量与小车质量M的关系，某位同学设计的实验步骤如下：的关系，某位同学设计的实验步骤如下：一、对实验原理和步骤的理解一、对实验原理和步骤的理解A用天平称出小车和小桶及其中所装沙子的质量用天平称出小车和小桶及其中所装沙子的质量B按图装好实验器材按图装好实验器材C把轻绳系在小车上并绕过定滑轮悬挂沙桶把轻绳系在小车上并
11、绕过定滑轮悬挂沙桶D将电磁打点计时器接在将电磁打点计时器接在6 V电压的蓄电池上，接通电电压的蓄电池上，接通电源，放开小车，打点计时器在纸带上打下一系列点，并在纸带源，放开小车，打点计时器在纸带上打下一系列点，并在纸带上标明小车的质量上标明小车的质量E保持小桶及其中沙子的质量不变，增加小车上的砝码个保持小桶及其中沙子的质量不变，增加小车上的砝码个数，并记录每次增加后的数，并记录每次增加后的M值，重复上述实验值，重复上述实验F分析每条纸带，测量并计算出加速度的值分析每条纸带，测量并计算出加速度的值G作作a M图象，并由图象确定图象，并由图象确定a M关系关系(1)该同学漏掉的重要实验步骤是该同学
12、漏掉的重要实验步骤是_，该步骤应排在，该步骤应排在_步骤之后步骤之后(2)在上述步骤中，有错误的是在上述步骤中，有错误的是_，应把，应把_改改为为_(3)在上述步骤中，处理不恰当的是在上述步骤中，处理不恰当的是_，应把，应把_改为改为_在在“探究加速度与力、质量的关系探究加速度与力、质量的关系”的实验中，利的实验中，利用如图所示的装置用如图所示的装置(1)本实验采用的实验方法是本实验采用的实验方法是_A控制变量法控制变量法 B假设法假设法 C理想实验法理想实验法二、数据处理和误差分析二、数据处理和误差分析(3)某同学测得小车的加速度某同学测得小车的加速度a和拉力和拉力F的数据如下表所的数据如下
13、表所示示(小车质量保持不变小车质量保持不变)根据表中的数据在下图坐标系上作出根据表中的数据在下图坐标系上作出a F图象图象图线不过原点的原因可能是图线不过原点的原因可能是_.F/N0.200.300.400.500.60a/(ms2)0.100.200.280.400.52(3)作出的作出的a F图象如图所示图象如图所示由由a F图象可知，当力图象可知，当力F0.1 N时，小车没有动，说明时，小车没有动，说明此时小车所受的摩擦力没有完全平衡掉此时小车所受的摩擦力没有完全平衡掉答案：答案：(1)A(2)CD(3)a F图象见解析图象见解析未平衡摩未平衡摩擦力或平衡摩擦力不够擦力或平衡摩擦力不够谢谢观看！谢谢观看！
高中物理人教版必修1课件：第4章 2 实验：探究加速度与力、质量的关系
