《高一物理课件：4.2《实验：探究加速度与力、质量的关系》4（）ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高一物理课件：4.2《实验：探究加速度与力、质量的关系》4（）ppt（62页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、2探究加速度与力、探究加速度与力、质量的关系量的关系2要要测量的物理量量的物理量小小车与其上砝与其上砝码的的总质量量M用天平用天平测出出小小车受的拉力受的拉力F用天平用天平测出小出小盘和和盘内砝内砝码的的总质量量m，由，由Fmg算出算出小小车的加速度的加速度a通通过打点打点计时器打出的器打出的纸带测算出算出测量方案的探究测量方案的探究1测量加速度的方案测量加速度的方案采用较多的方案是使用打点计时器，在运动物采用较多的方案是使用打点计时器，在运动物体上安装一条连接打点计时器的纸带，根据纸体上安装一条连接打点计时器的纸带，根据纸带上打出的点来测量加速度前面所述的实验带上打出的点来测量加速度前面所述
2、的实验方案，就是利用这种方法求取加速度的它是方案，就是利用这种方法求取加速度的它是根据在匀变速直线运动中，连续相等的时间根据在匀变速直线运动中，连续相等的时间T内内的位移之差的位移之差xaT2求出加速度条件允许也可求出加速度条件允许也可以采用气垫导轨和光电门测加速度，也可利用以采用气垫导轨和光电门测加速度，也可利用传感器和计算机传感器和计算机2测量物体所受外力的方案量物体所受外力的方案由于我由于我们上述上述测量加速度的方案只能适用于匀量加速度的方案只能适用于匀变速直速直线运运动，所以我，所以我们必必须给物体提供一个物体提供一个恒定的外力，并且要恒定的外力，并且要测量量这个外力上述参考个外力上述
3、参考案例提供的外力比案例提供的外力比较容易容易测量量3平衡摩擦力，把木板无滑平衡摩擦力，把木板无滑轮的一端下面的一端下面垫一一薄木板，反复移薄木板，反复移动其位置，直到打点其位置，直到打点计时器正器正常工作后不挂重物的小常工作后不挂重物的小车在斜面上做匀速直在斜面上做匀速直线运运动为止止(纸带上相上相邻点点间距相等距相等)4将重物通将重物通过细绳系在小系在小车上，接通上，接通电源放开源放开小小车，用，用纸带记录小小车的运的运动情况；取下情况；取下纸带并在并在纸带上上标上号上号码及此及此时所挂重物的重力所挂重物的重力m0g.(即小即小车受到的合力受到的合力F)5保持小保持小车的的质量不量不变，改
4、，改变所挂重物的重力，所挂重物的重力，重复步重复步骤4，多做几次，多做几次实验，每次小，每次小车从同一位从同一位置置释放，并放，并记录好相好相应纸带及重物的重力及重物的重力m1g、m2g、(填入表格填入表格)6保持小保持小车所受合外力不所受合外力不变，在小，在小车上加放砝上加放砝码，并，并测出小出小车与所放砝与所放砝码的的总质量量M1，接通，接通电源，放开小源，放开小车用用纸带记录小小车的运的运动情况，取下情况，取下纸带并在并在纸带上上标上号上号码7继续在小在小车上加放砝上加放砝码，重复步，重复步骤6，多做几，多做几次次实验，在每次得到的，在每次得到的纸带上上标上号上号码(记录的的数据填入表格
5、数据填入表格)8数据数据处理理(1)物体的物体的质量一定，加速度与受力的关系量一定，加速度与受力的关系(表一表一)实验序号序号加速度加速度a/ms2小小车受力受力F/N123(表二表二)实验序号序号加速度加速度a/ms2小小车质量量m/kg1233各各纸带上的加速度上的加速度a，都，都应是是该纸带上的平均上的平均加速度加速度4作作图象象时，要使尽可能多的点在所作直，要使尽可能多的点在所作直线上，上，不在直不在直线上的点上的点应尽可能尽可能对称分布在所作直称分布在所作直线两两侧离直离直线较远的点是的点是错误数据，可舍去不予考数据，可舍去不予考虑5小小车应靠近打点靠近打点计时器且先接通器且先接通电
6、源再放手源再放手A用天平称出小用天平称出小车和小桶及内部所装砂子的和小桶及内部所装砂子的质量量B按按图装好装好实验器材器材C把把轻绳系在小系在小车上并上并绕过定滑定滑轮悬挂砂桶挂砂桶D将将电磁打点磁打点计时器接在器接在6 V电压的蓄的蓄电池上，池上，接通接通电源，放开小源，放开小车，打点，打点计时器在器在纸带上打下上打下一系列点，并在一系列点，并在纸带上上标明小明小车质量量E保持小桶及其中砂子的保持小桶及其中砂子的质量不量不变，增加小，增加小车上上的砝的砝码个数，并个数，并记录每次增加后的每次增加后的M值，重复上，重复上述述实验F分析每条分析每条纸带，测量并量并计算出加速度的算出加速度的值G作
7、作aM关系关系图象，并由象，并由图象确定象确定aM关系关系(1)该同学漏掉的重要同学漏掉的重要实验步步骤是是_，该步步骤应排在排在_步步实验之后之后(2)在上述步在上述步骤中，有中，有错误的是的是_，应把把_改改为_(3)在上述步在上述步骤中，中，处理不恰当的是理不恰当的是_，应把把_改改为_a/ms21.984.065.958.12F/N1.002.003.004.00(1)根据表中数据，画出根据表中数据，画出aF图象象(2)从从图象可以判定：当象可以判定：当M一定一定时，a与与F的关系的关系是什么？是什么？【解析解析】(1)若若a与与F成正比，则图线是一条过原成正比，则图线是一条过原点的直
8、线同时因实验中不可避免地出现误差，点的直线同时因实验中不可避免地出现误差，研究误差产生的原因，从而减小误差增大实验的研究误差产生的原因，从而减小误差增大实验的准确性，则在误差允许的范围内图线是一条过原准确性，则在误差允许的范围内图线是一条过原点的直线即可连线时应使直线过尽可能多的点，点的直线即可连线时应使直线过尽可能多的点，不在直线上的点应大致对称分布在直线两侧，离不在直线上的点应大致对称分布在直线两侧，离直线较远的点应视为错误数据，不予考虑直线较远的点应视为错误数据，不予考虑aF图象如下图所示图象如下图所示a/ms22.042.663.233.98m/kg2.001.501.251.0021
9、：若：若测得某一物体受力得某一物体受力F一定一定时，a与与m的关系数据如下表所示的关系数据如下表所示.A形成形成图甲的原因是平衡摩擦力甲的原因是平衡摩擦力时长木板木板倾角角过大大B形成形成图乙的原因是平衡摩擦力乙的原因是平衡摩擦力时长木板木板倾角角过小小C形成形成图丙的原因是平衡摩擦力丙的原因是平衡摩擦力时长木板木板倾角角过大大D形成形成图丁的原因是平衡摩擦力丁的原因是平衡摩擦力时长木板木板倾角角过小小【解析解析】根据图象可分析，甲、乙两图中，当根据图象可分析，甲、乙两图中，当外力外力F0时加速度时加速度a0，则说明，则说明F0时已经有加时已经有加速度，这说明木板倾角过大木板的倾角越大，速度，
10、这说明木板倾角过大木板的倾角越大，小车获得的动力就越大，越容易出现甲、乙两图小车获得的动力就越大，越容易出现甲、乙两图所对应的情况，因此选项所对应的情况，因此选项A正确丙、丁两图中，正确丙、丁两图中，当加速度当加速度a0时外力时外力F0，即拉力不为零时加速，即拉力不为零时加速度却仍为零，这说明还有摩擦力没有平衡掉，因度却仍为零，这说明还有摩擦力没有平衡掉，因此木板倾角过小，选项此木板倾角过小，选项 D正确正确【答案答案】AD本实验中，小车所受的作用力是指小车所受的合本实验中，小车所受的作用力是指小车所受的合外力，如果不采用一定的办法平衡掉小车以及纸外力，如果不采用一定的办法平衡掉小车以及纸带所
11、受的摩擦力，或者平衡摩擦力时，方法不正带所受的摩擦力，或者平衡摩擦力时，方法不正确，都会带来很大的实验误差平衡摩擦力的方确，都会带来很大的实验误差平衡摩擦力的方法是：将长木板不带滑轮的一端适当垫高，把小法是：将长木板不带滑轮的一端适当垫高，把小车放在木板上，连上纸带，接通电源，轻推小车，车放在木板上，连上纸带，接通电源，轻推小车，当纸带上打点比较均匀时，我们认为小车在木板当纸带上打点比较均匀时，我们认为小车在木板上做匀速运动，此时说明摩擦力恰好被平衡上做匀速运动，此时说明摩擦力恰好被平衡【答案答案】ACD2在在“探究加速度与力、探究加速度与力、质量的关系量的关系”的的实验中，下中，下列列说法中
12、正确的是法中正确的是()A平衡摩擦力平衡摩擦力时，小桶，小桶应用用细线通通过定滑定滑轮系在小系在小车上，但小桶内不能装砂上，但小桶内不能装砂B实验中无需始中无需始终保持小保持小车和砝和砝码的的质量量远远大于大于砂和小桶的砂和小桶的质量量C实验中如用中如用纵坐坐标表示加速度，用横坐表示加速度，用横坐标表示小表示小车和和车内砝内砝码的的总质量，描出相量，描出相应的点在一条直的点在一条直线上，上，即可即可证明加速度与明加速度与质量成反比量成反比D平衡摩擦力平衡摩擦力时，小，小车后面的后面的纸带必必须连好，因好，因为运运动过程中程中纸带也要受阻力也要受阻力【答案答案】D3在在“探究物体的加速度与力、探
13、究物体的加速度与力、质量的关系量的关系”时，下，下列列说法中正确的是法中正确的是()A同同时测出物体的出物体的质量、加速度和力，能容易量、加速度和力，能容易发现三者之三者之间的关系的关系B保持物体的保持物体的质量不量不变，一定要，一定要测出加速度的数出加速度的数值，才能找出加速度与力的关系才能找出加速度与力的关系C可以利用物体做自由落体运可以利用物体做自由落体运动来探究加速度与来探究加速度与质量的关系量的关系D如果加速度与力的如果加速度与力的图象是一条象是一条过原点的原点的倾斜直斜直线，则加速度与力成正比加速度与力成正比【解析解析】判断三个量之间的关系时，应控制一判断三个量之间的关系时，应控制
14、一个量不变，来探究另两个量之间的关系，即采取个量不变，来探究另两个量之间的关系，即采取控制变量法，控制变量法，A错；本实验只是探究两个量之间错；本实验只是探究两个量之间的关系，只要找到二者之间的比例关系即可，不的关系，只要找到二者之间的比例关系即可，不一定要测出加速度的具体数值，一定要测出加速度的具体数值，B错；自由落体错；自由落体运动加速度运动加速度ga，不随质量而变化，不随质量而变化，C错错【答案答案】D4某同学做某同学做“加速度与力、加速度与力、质量的关系量的关系”实验时，在平衡摩擦力在平衡摩擦力时，把，把长木板的一端木板的一端垫得得过高，高，使得使得倾角偏大，他所得到的角偏大，他所得到
15、的aF关系可用下关系可用下图中哪个中哪个图象表示象表示(a是小是小车的加速度，的加速度，F是是细线作作用于小用于小车的拉力的拉力)()【解析解析】长木板一端垫得过高，倾角过大时，长木板一端垫得过高，倾角过大时，下滑分力大于摩擦力，没有沙桶的重力做牵引下滑分力大于摩擦力，没有沙桶的重力做牵引力时，小车所受合力不为零，有加速度，从力时，小车所受合力不为零，有加速度，从aF图象看，即图象看，即F0，a0，故正确答案为，故正确答案为C.【答案答案】C【答案答案】小车的质量小车的质量6做做“探究加速度与力、探究加速度与力、质量的关系量的关系”的的实验，主要，主要的步的步骤有：有：A将一端附有定滑将一端附
16、有定滑轮的的长木板放在水平桌面上，取木板放在水平桌面上，取两个两个质量相等的小量相等的小车，放在光滑的水平，放在光滑的水平长木板上木板上B打开打开夹子，子，让两个小两个小车同同时从静止开始运从静止开始运动，小，小车运运动一段距离后，一段距离后，夹上上夹子，子，让它它们同同时停下来，停下来，用刻度尺分用刻度尺分别测出两个小出两个小车在在这一段相同一段相同时间内通内通过的位移大小的位移大小C分析所得到的两个小分析所得到的两个小车在相同在相同时间内通内通过的的位移大小与小位移大小与小车所受的水平拉力的大小的关系，所受的水平拉力的大小的关系，从而得到从而得到质量相等的物体运量相等的物体运动的加速度与物
17、体所的加速度与物体所受作用力大小的关系受作用力大小的关系D在小在小车的后端也分的后端也分别系上系上细绳，用一只，用一只夹子子夹住住这两根两根细绳E在小在小车的前端分的前端分别系上系上细绳，绳的另一端跨的另一端跨过定滑定滑轮各挂一个小各挂一个小盘，盘内分内分别放着数目不等放着数目不等的砝的砝码，使砝，使砝码盘和和盘内砝内砝码的的总质量量远小于小小于小车的的质量，分量，分别用天平用天平测出两个砝出两个砝码盘和和盘内砝内砝码的的总质量量上述上述实验步步骤，正确的排列，正确的排列顺序是序是_【解析解析】正确的顺序应为正确的顺序应为A、E、D、B、C【答案答案】A、E、D、B、C7如下如下图所示，是某次
18、利用气所示，是某次利用气垫导轨探究加速探究加速度与力、度与力、质量关系的量关系的实验装置安装完装置安装完毕后的示意后的示意图，图中中A为砂桶和砂，砂桶和砂，B为定滑定滑轮，C为滑滑块及及上面添加的砝上面添加的砝码，D为纸带，E为电火花火花计时器，器，F为蓄蓄电池，池，电压为6 V，G是是电键，请指出指出图中中的三的三处错误：(1)_；(2)_；(3)_【答案答案】(1)B接滑块的细线应水平接滑块的细线应水平(或与导轨或与导轨平行平行)(2)C滑块离计时器太远滑块离计时器太远(3)E电火花计时器用的是电火花计时器用的是220 V的交流电，不能的交流电，不能接直流电接直流电8(2009年高考江年高
19、考江苏卷卷)“探究加速度与物体探究加速度与物体质量、量、物体受力的关系物体受力的关系”的的实验装置如装置如图甲所示甲所示(1)在平衡小在平衡小车与桌面之与桌面之间摩擦力的摩擦力的过程中，打出了程中，打出了一条一条纸带如如图乙所示乙所示计时器打点的器打点的时间间隔隔为0.02 s从比从比较清晰的点起，每清晰的点起，每5个点取一个个点取一个计数点，数点，量出相量出相邻计数点之数点之间的距离的距离该小小车的加速度的加速度a_m/s2.(结果保留两位有效数字果保留两位有效数字)(2)平衡摩擦力后，将平衡摩擦力后，将5个相同的砝个相同的砝码都放在小都放在小车上挂上砝上挂上砝码盘，然后每次从小，然后每次从
20、小车上取一个砝上取一个砝码添加到砝添加到砝码盘中，中，测量小量小车的加速度小的加速度小车的加的加速度速度a与砝与砝码盘中砝中砝码总重力重力F的的实验数据如下表：数据如下表：砝砝码盘中砝中砝码总重力重力F(N)0.196 0.392 0.588 0.784 0.980加速度加速度a(ms2)0.691.181.662.182.70【解析解析】根据根据saT2可计算小车的加速可计算小车的加速度，度，a0.16 m/s2，运用表格中给出的数据，运用表格中给出的数据可绘出图象，图象不过原点的主要原因是可绘出图象，图象不过原点的主要原因是未计入砝码盘的重力未计入砝码盘的重力同学们来学校和回家的路上要注意安全同学们来学校和回家的路上要注意安全
