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1、第二节第二节探究加速度与力、质量的关系探究加速度与力、质量的关系课前自主学案课前自主学案一、实验目的一、实验目的1学会用控制变量法探究物理规律学会用控制变量法探究物理规律2全面正确地认识加速度与力、质量的关系全面正确地认识加速度与力、质量的关系二、实验原理二、实验原理1加速度是表示物体速度变化快慢的物理量根加速度是表示物体速度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，质量越小，加速度就越大加速度还力一定时，质量越小，加速度就越大加速度还与物体受力的大小有关，物体质量一定时，受力与物体受力的大小有关，物体质量一定时，受力越大，其加
2、速度越大越大，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、外力、外力F都有都有关系研究它们之间的关系时，先保持质量不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作用下的加速度，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；再保持物体所受的力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速度，分析加速度与质量的关系这种先控制某个参量不变，研究某两个参量之间变化关系某个参量不变，研究某两个参量之间变化关系的方法叫控制变量法的方法叫
3、控制变量法三、实验器材三、实验器材打点计时器、纸带、复写纸片、小车、一端附有打点计时器、纸带、复写纸片、小车、一端附有定滑轮的长木板、小盘、砝码、夹子、细绳、低定滑轮的长木板、小盘、砝码、夹子、细绳、低压交流电源、导线、天平压交流电源、导线、天平(带有一套砝码带有一套砝码)、刻度、刻度尺尺四、实验步骤四、实验步骤1用天平测出小车和重物的质量分别为用天平测出小车和重物的质量分别为M0、m0，并把数值记录下来，并把数值记录下来2按图按图321将实验器材安装好将实验器材安装好(小车上不系绳小车上不系绳)图3213平衡摩擦力，把木板无滑轮的一端下面垫一平衡摩擦力，把木板无滑轮的一端下面垫一薄木板，反复
4、移动其位置，直到打点计时器正常薄木板，反复移动其位置，直到打点计时器正常工作后不挂重物的小车在斜面上做匀速直线运动工作后不挂重物的小车在斜面上做匀速直线运动为止为止(纸带上相邻点间距相等纸带上相邻点间距相等)4将重物通过细绳系在小车上，接通电源放开将重物通过细绳系在小车上，接通电源放开小车，用纸带记录小车的运动情况；取下纸带并小车，用纸带记录小车的运动情况；取下纸带并在纸带上标上号码及此时所挂重物的重力在纸带上标上号码及此时所挂重物的重力m0g.5保持小车的质量不变，改变所挂重物的重力，保持小车的质量不变，改变所挂重物的重力，重复步骤重复步骤4，多做几次实验，每次小车从同一位，多做几次实验，每
5、次小车从同一位置释放，并记录好相应纸带及重物的重力置释放，并记录好相应纸带及重物的重力m1g、m2g、6保持小车所受合外力不变，在小车上加放保持小车所受合外力不变，在小车上加放砝码，并测出小车与所放砝码的总质量砝码，并测出小车与所放砝码的总质量M1，接，接通电源，放开小车用纸带记录小车的运动情况，通电源，放开小车用纸带记录小车的运动情况，取下纸带并在纸带上标上号码取下纸带并在纸带上标上号码7继续在小车上加放砝码，重复步骤继续在小车上加放砝码，重复步骤6，多做，多做几次实验，在每次得到的纸带上标上号码几次实验，在每次得到的纸带上标上号码五、数据处理五、数据处理1物体的质量一定，加速度与受力的关系
6、物体的质量一定，加速度与受力的关系实验序序号号加速度加速度a/(ms2)小小车受力受力F/N123由表中数据，作出由表中数据，作出aF图像，并得出像，并得出结论2物体的受力一定，加速度与质量的关系物体的受力一定，加速度与质量的关系实验序号序号加速度加速度a/(ms2)小小车质量量M/kg123六、误差分析六、误差分析1在实验中，我们认为钩码的重力就等于小车在实验中，我们认为钩码的重力就等于小车所受的合力但这是有误差的，只有在小车质量所受的合力但这是有误差的，只有在小车质量比较大，钩码重力比较小，且板合理倾斜的情况比较大，钩码重力比较小，且板合理倾斜的情况下，实验结果才比较理想下，实验结果才比较
7、理想2在长度测量过程中也存在偶然误差，可多次在长度测量过程中也存在偶然误差，可多次测量取平均值测量取平均值3利用描点作图像使测出的点尽量对称分布于利用描点作图像使测出的点尽量对称分布于直线两侧，离直线较远的点看成是错误的数据，直线两侧，离直线较远的点看成是错误的数据，可舍去不予考虑可舍去不予考虑七、注意事项七、注意事项1平衡摩擦力时不要挂重物，整个实验平衡了摩平衡摩擦力时不要挂重物，整个实验平衡了摩擦力后，不管以后是改变盘和砝码的质量还是改擦力后，不管以后是改变盘和砝码的质量还是改变小车及砝码的质量，都不需要重新平衡摩擦力变小车及砝码的质量，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
8、质量远大于小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只有如此，砝码和小盘的总盘和砝码的总质量只有如此，砝码和小盘的总重力才可视为与小车受到的拉力相等重力才可视为与小车受到的拉力相等3各纸带上的加速度各纸带上的加速度a，都应是该纸带上的平均，都应是该纸带上的平均加速度加速度4作图像时，要使尽可能多的点在所作直线上，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不在直线上的点应尽可能对称分布在所作直线两侧离直线较远的点是错误数据，可舍去不予考侧离直线较远的点是错误数据，可舍去不予考虑虑5小车应靠近打点计时器且先接通电源再放手小车应靠近打点计时器且
9、先接通电源再放手课堂互动讲练课堂互动讲练类型一类型一对实验原理和步原理和步骤的理解的理解 用用如如图322所所示示的的装装置置研研究究在在作作用用力力F一一定定时，小小车的的加加速速度度a与与小小车质量量M的的关关系，某位同学系，某位同学设计的的实验步步骤如下：如下：例例例例1 1图322A用天平称出小车和小盘的质量；用天平称出小车和小盘的质量；B按图安装好实验器材；按图安装好实验器材；C把轻绳系在小车上并绕过定滑轮悬挂小盘；把轻绳系在小车上并绕过定滑轮悬挂小盘；D将电火花打点计时器接在将电火花打点计时器接在220 V电压的直流电电压的直流电源上，接通电源，放开小车，打点计时器在纸带源上，接通
10、电源，放开小车，打点计时器在纸带上打下一系列点，并在纸带上标明小车质量；上打下一系列点，并在纸带上标明小车质量；E保持小盘及盘内砝码的质量不变，增加小车保持小盘及盘内砝码的质量不变，增加小车上的砝码个数，并记录每次增加后的上的砝码个数，并记录每次增加后的M值，重复值，重复上述实验；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aM关系图像，并由图像确定关系图像，并由图像确定a、M关系关系(1)该同学漏掉的重要实验步骤是该同学漏掉的重要实验步骤是_，该，该步骤应排在步骤应排在_步实验之后步实验之后(2)在上述步骤中，有错误的是在上述步骤中，有错误的
11、是_，应把，应把_改为改为_(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_类型二类型二实验数据的数据的处理理 在在做做“探探究究加加速速度度与与力力、质量量的的关关系系”的的实验时，计算算出出各各纸带的的加加速速度度后后，将将测得得的的反反映映加加速速度度a和和力力F的的关关系系的的有有关关资料料记录在在表表1中中，将将测得得的的反反映映加加速速度度a和和质量量M的的关关系系的的资料料记录在表在表2中中例例例例2 2表表1a/(ms2)1.984.065.958.12F/N1.002.003.004.00表表2a/(ms2)2.042.663.233.981/M(kg1)0.500.670.801.00图323(2)正比关系反比关系正比关系反比关系(3)0.50 kg(4)4.02 N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
