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1、栏目导引 知识要 点归纳 过程分 析导引 知能优 化演练 实验典 例探究 实验四 探究加速度与力、质量的关系 实验四 探究加速度与力、 质量的关系 栏目导引 知识要 点归纳 过程分 析导引 知能优 化演练 实验典 例探究 实验四 探究加速度与力、质量的关系 知识要点归纳 实验目的 1. 学会用控制变量法研究物理规律 . 2. 探究加速度与力、质量的关系 . 3. 掌握灵活运用图像处理问题的方法 . 栏目导引 知识要 点归纳 过程分 析导引 知能优 化演练 实验典 例探究 实验四 探究加速度与力、质量的关系 实验原理 控制变量法 , 即在所研究的问题中 , 有两个以上的参量在发生牵连变化时 ,
2、可以控制某个或某些量不变 , 只研究其中两个量之间的变化关系的方法 , 这也是物理学中研究问题时经常采用的方法 . 栏目导引 知识要 点归纳 过程分 析导引 知能优 化演练 实验典 例探究 实验四 探究加速度与力、质量的关系 本实验中 , 研究的参量为 F、 m和 a, 可以控制参量 研究 F与 也可控制参量 研究 m与 栏目导引 知识要 点归纳 过程分 析导引 知能优 化演练 实验典 例探究 实验四 探究加速度与力、质量的关系 实验器材 打点计时器、纸带及复写纸、小车、一端附有定滑轮的长木板、小盘和砝码、细绳、低压交流电源、导线、天平、刻度尺 . 栏目导引 知识要 点归纳 过程分 析导引 知
3、能优 化演练 实验典 例探究 实验四 探究加速度与力、质量的关系 过程分析导引 实验步骤 图 3 3 1 栏目导引 知识要 点归纳 过程分 析导引 知能优 化演练 实验典 例探究 实验四 探究加速度与力、质量的关系 1. 用天平测量小盘的质量 0. 2. 把一端附有滑轮的长木板放在实验桌上 , 并使滑轮伸出桌面 , 把打点计时器固定在长木板上远离滑轮的一端 , 连接好电路 . 栏目导引 知识要 点归纳 过程分 析导引 知能优 化演练 实验典 例探究 实验四 探究加速度与力、质量的关系 3. 平衡摩擦力 : 小车的尾部挂上纸带 , 纸带穿过打点计时器的限位孔 , 将木板无滑轮的一端稍微垫高一些
4、, 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 . 这样小车所受重力沿木板的分力与小车所受滑动摩擦力平衡 . 栏目导引 知识要 点归纳 过程分 析导引 知能优 化演练 实验典 例探究 实验四 探究加速度与力、质量的关系 在保证小盘和砝码的质量远小于小车质量的条件下 , 可以近似认为小盘和砝码的总重力大小等于小车所受的合外力的大小 . 4. 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 , 栏目导引 知识要 点归纳 过程分 析导引 知能优 化演练 实验典 例探究 实验四 探究加速度与力、质量的关系 打出一条纸带 . 计算小盘和
5、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 , 并把力和对应的加速度填入表 (一 )中 . 5. 改变小盘内砝码的个数 , 重复步骤4, 并多做几次 . 栏目导引 知识要 点归纳 过程分 析导引 知能优 化演练 实验典 例探究 实验四 探究加速度与力、质量的关系 6. 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 , 让小车在木板上滑动打出纸带 . 计算砝码和小车的总质量 M, 并由纸带计算出小车对应的加速度 . 7. 改变小车上砝码的个数 , 重复步骤 栏目导引 知识要 点归纳 过程分 析导引 知能优 化演练 实验典 例探究 实验四 探究加速度与力、质
6、量的关系 6, 并将所对应的质量和加速度填入表 (二 )中 . 表 (一 ) 实验次数 加速度 a/(ms 2) 小车受力 F/N 1 2 3 4 栏目导引 知识要 点归纳 过程分 析导引 知能优 化演练 实验典 例探究 实验四 探究加速度与力、质量的关系 表 (二 ) 实 验 次 数 加速度 a/(ms2) 小车质量M/ 2 3 4 栏目导引 知识要 点归纳 过程分 析导引 知能优 化演练 实验典 例探究 实验四 探究加速度与力、质量的关系 数据处理 1 . 需要计算各种情况下所对应的 小车加速度 , 可使用 “ 研究匀变速直线运动 ” 的方法 : 先在纸带上标明计数点 , 测量各计数点间的
7、距离 , 根据公式 a 算加速度 . 栏目导引 知识要 点归纳 过程分 析导引 知能优 化演练 实验典 例探究 实验四 探究加速度与力、质量的关系 2. 需要记录各组对应的加速度 , 然后建立直角坐标系 , 用纵坐标表示加速度 a, 横坐标表示作用力 F, 描点画 a 如果图像是一条过原点的直线 , 便证明加速度与作用力成正比 . 栏目导引 知识要 点归纳 过程分 析导引 知能优 化演练 实验典 例探究 实验四 探究加速度与力、质量的关系 再记录各组对应的加速度 a 与小车和砝码总质量 M , 然后建立直角坐标系 , 用纵坐标 表示加速度 a , 横坐标表示总质量的倒数1M, 描点画 a 1
8、如果图像是一条过原点的直线 , 就证明了加速度与质量成反比 . 栏目导引 知识要 点归纳 过程分 析导引 知能优 化演练 实验典 例探究 实验四 探究加速度与力、质量的关系 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等都会造成误差 . 2. 因实验原理不完善造成误差 : 本实验中用小盘和砝码的总重力代替小车受到的拉力 栏目导引 知识要 点归纳 过程分 析导引 知能优 化演练 实验典 例探究 实验四 探究加速度与力、质量的关系 (实际上小车受到的拉力要小于小盘和砝码的总重力 ), 存在系统误差 . 小盘和砝码的总质量越接近小车的质 量 , 误差
9、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 . 栏目导引 知识要 点归纳 过程分 析导引 知能优 化演练 实验典 例探究 实验四 探究加速度与力、质量的关系 3. 平衡摩擦力不准造成误差 : 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 纸带、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各点的距离相等 . 栏目导引 知识要 点归纳 过程分 析导引 知能优 化演练 实验典 例探究 实验四 探究加速度与力、质量的关系 注意事项 1. 在平衡摩擦力时 , 不要把悬挂小盘的细线系在小车上 , 即不要给小车加任何牵引力 ,
10、 并要让小车拖着打点的纸带运动 . 栏目导引 知识要 点归纳 过程分 析导引 知能优 化演练 实验典 例探究 实验四 探究加速度与力、质量的关系 2. 实验步骤 2、 3不需要重复 , 即整个实验平衡了摩擦力后 , 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 . 栏目导引 知识要 点归纳 过程分 析导引 知能优 化演练 实验典 例探究 实验四 探究加速度与力、质量的关系 3. 每条纸带必须在满足小车与车上所加砝码的总质量远大于小盘和砝码的总质量的条件下打出 . 只有如此 , 小盘和砝码的总重力才可视为小车受到的拉力 . 栏目导引 知识要 点归纳 过程
11、分 析导引 知能优 化演练 实验典 例探究 实验四 探究加速度与力、质量的关系 4. 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 , 且应在小车到达滑轮前按住小车 . 5. 作图像时 , 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两侧 . 栏目导引 知识要 点归纳 过程分 析导引 知能优 化演练 实验典 例探究 实验四 探究加速度与力、质量的关系 6. 作图时两轴标度比例要选择适当 . 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 . 栏目导引 知识要 点归纳 过程分 析导引
12、 知能优 化演练 实验典 例探究 实验四 探究加速度与力、质量的关系 7. 为提高测量精度 , 应舍掉纸带上开头比较密集的点 , 在后边便于测量的地方找一个起点 . 可以把每打五次点的时间作为时间单位 , 即从开始点起 , 每五个点标出一个计数点 , 而相邻计数点间的时间间隔为 T 0.1 s. 栏目导引 知识要 点归纳 过程分 析导引 知能优 化演练 实验典 例探究 实验四 探究加速度与力、质量的关系 实验典例探究 实验操作及误差分析 例 1 在研究加速度与力、质量的关系实验中 , 采用如图 3 3 2所示的实验装置 , 小车及车中砝码的质量用 栏目导引 知识要 点归纳 过程分 析导引 知能
13、优 化演练 实验典 例探究 实验四 探究加速度与力、质量的关系 盘及盘中砝码的质量用 小车的加速度可由小车后拖动的纸带通过打点计时器 (图中未画出 )打出的点计算出 . 图 3 3 2 栏目导引 知识要 点归纳 过程分 析导引 知能优 化演练 实验典 例探究 实验四 探究加速度与力、质量的关系 (1)当 M与 _时 , 才可以认为绳对小车的拉力大小等于盘及盘中砝码的重力 . (2)一组同学在做实验时 , 保持盘及盘中砝码的质量一定 , 改变小车及车中砝码的质量 , 测出相应的加速度 , 采用图像法处理数据 . 栏目导引 知识要 点归纳 过程分 析导引 知能优 化演练 实验典 例探究 实验四 探
14、究加速度与力、质量的关系 为了比较容易地确定出加速度 的关系 , 应该作 _的图像 . (3)如图 3 3 3(a)为甲同学根据测量数据作出的 a 说明实验存在的问题是 : _. 栏目导引 知识要 点归纳 过程分 析导引 知能优 化演练 实验典 例探究 实验四 探究加速度与力、质量的关系 (4)乙、丙同学用同一装置做实验 , 画出了各自得到的 a b)所示 , 两个同学做实验时的哪一个物理量取值不同？ _. 图 3 3 3 栏目导引 知识要 点归纳 过程分 析导引 知能优 化演练 实验典 例探究 实验四 探究加速度与力、质量的关系 【解析】 ( 1 ) 当 M m 时 , 才可以认为绳对小车的拉力大小等于盘及盘中砝码的重力 . ( 2 ) 由于 a M 图像是一条曲线 , 难以确定它所对应的函数式
