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1、第第2 2节：实验：探求加速度与力、：探求加速度与力、质量的关系量的关系 认识：掌握利用：掌握利用图像像处置数据的方法，置数据的方法，实验中留意中留意的事的事项和引起和引起误差的差的缘由由 了解：用控制了解：用控制变量法探求加速度与力量法探求加速度与力质量的关系，量的关系，实验原理原理运用：控制运用：控制变量法和量法和实验步步骤猜猜测：a和和F有关，且能有关，且能够是是猜猜测：a和和M有关，且能有关，且能够是是思索与讨论：思索与讨论： 力是改动物体运动形状的缘由，即力是使物体产生力是改动物体运动形状的缘由，即力是使物体产生加速度的缘由。加速度的缘由。 那么，产生的加速度的大小与哪些要素有关呢？
2、那么，产生的加速度的大小与哪些要素有关呢？物体物体质量一定量一定时，受力越大，其加速度越大；，受力越大，其加速度越大；物体受力一定物体受力一定时，质量越小，其加速度越大。量越小，其加速度越大。一研一研讨方法：方法： 控制控制变量法量法1在在质量量M一一样时：研：研讨加速度加速度a和外力和外力F的关系的关系2在外力在外力F一一样下：研下：研讨加速度加速度a和和质量量M的关系的关系二实验设计二实验设计1 1：实验安装：实验安装：实验器材：器材：砝砝码假假设干用来改干用来改动小小车质量量天平用来丈量沙桶与沙的天平用来丈量沙桶与沙的总质量量打点打点计时器、交流器、交流电源、复写源、复写纸、纸带、刻度尺
3、、刻度尺、带定滑定滑轮的的长木板、小木木板、小木块、小、小车、细线、沙桶和沙、沙桶和沙、需需测物理量：物理量：a、F、M质量量M：用天平丈量，用：用天平丈量，用钩码改改蜕变量量拉力合力拉力合力F F：用沙和沙桶的：用沙和沙桶的总重力替代重力替代加速度加速度a：用打点：用打点计时器打出的器打出的纸带求小求小车的加速度的加速度3实验步骤及数据处置实验步骤及数据处置1 1、研、研讨坚持小持小车的的质量不量不变时，加速度与力的关系，加速度与力的关系(M=200(M=200克克) )在小在小车前端系一条前端系一条细绳，绳的另一端跨的另一端跨过定滑定滑轮下端可挂沙桶。下端可挂沙桶。细绳平行平行轨道、道、纸
4、带拉直拉直将打点将打点计时器固定于程度板上器固定于程度板上, ,将小将小车放在程度板上放在程度板上, ,在小在小车的后面安装一条打点的后面安装一条打点计时的的纸带。平衡摩擦力：微抬起平板有打点平衡摩擦力：微抬起平板有打点计时器的一端，使小器的一端，使小车恰恰好能沿平板匀速滑下，用另一平板插入程度板下好能沿平板匀速滑下，用另一平板插入程度板下让小小车停在打点停在打点计时器附近器附近, ,在在细绳下端挂上沙桶，先按下打下端挂上沙桶，先按下打点点计时器开关，再放开小器开关，再放开小车，使小，使小车做匀加速运做匀加速运动。小。小车所受所受合力近似用沙桶和沙的合力近似用沙桶和沙的总重力来表示重力来表示记
5、下小下小车遭到的合力的数遭到的合力的数值, ,利用利用纸带计算相算相应的加速度的的加速度的数数值，填入表格内。，填入表格内。结论：坚持物体的持物体的质量不量不变时，加速度与合力成正比。，加速度与合力成正比。 增减沙桶中的沙子，改增减沙桶中的沙子，改动小小车所遭到的合力，再反复上述所遭到的合力，再反复上述实验4 4次，将小次，将小车所受合力的不同数所受合力的不同数值和相和相应的加速度填入表格。的加速度填入表格。将得到的数据将得到的数据处置到置到图象上，作出象上，作出aFaF的的图象象实验次数实验次数加速度加速度a/msa/ms-2-2小车受力小车受力F/NF/N1 12 23 34 45 5Fa
6、O这些点在一条些点在一条过原点的直原点的直线上上2 2、研讨物体受力不变时，加速度与质量的关系、研讨物体受力不变时，加速度与质量的关系 将上述将上述实验过程中，所挂沙桶和沙的重力不程中，所挂沙桶和沙的重力不变，改，改动小小车质量量4 4次，次，记下下记下小下小车质量的不同数量的不同数值及及测出相出相应的加速度的数的加速度的数值，填入表格。填入表格。实验次数实验次数 加速度加速度a/ms-2小车质量小车质量M/kg 小车质量倒数小车质量倒数1/M12345得到的数据得到的数据处置到置到图象上，作出象上，作出a1/M的的图象象1/MaO点在一条点在一条过原点的直原点的直线上上结论：坚持物体合力不持
7、物体合力不变时，加速，加速度与度与质量成反比。量成反比。 4 4本卷须知本卷须知5 5误差分析差分析FaO*FaO*1/MaO*沙桶沙桶连沙的沙的总质量没有量没有远小于小小于小车的的质量。量。测数据前必需求平衡摩擦，否那么作出的数据前必需求平衡摩擦，否那么作出的图线将不将不过原点原点满足沙桶和沙的足沙桶和沙的总质量量远小于小小于小车的的质量量: : 挂沙桶和沙的挂沙桶和沙的总质量量逐逐渐加大，但不要加大，但不要过大，大，质量量过大，会使大，会使图象象线性性变差差 未平衡摩擦力或未平衡摩擦力或平衡摩擦力平衡摩擦力时倾角角过小小平衡摩擦力平衡摩擦力时倾角角过大大横横轴截距截距表示小表示小车所受的阻
8、力大小所受的阻力大小 实验留意一：平衡摩擦力实验留意一：平衡摩擦力1 1、为什么要平衡？、为什么要平衡？FNFfGMm研研讨a与与F合力的关系合力的关系一定要平衡摩擦力，确保一定要平衡摩擦力，确保绳子拉力是小子拉力是小车的合力的合力4 4、绳子的拉力就等于小车所受合力，还要留意些什么？、绳子的拉力就等于小车所受合力，还要留意些什么？轻推小推小车, ,打出的打出的纸带点迹均匀分布，点迹均匀分布，阐明小明小车可作匀速直可作匀速直线运运动2 2、如何平衡？、如何平衡？3 3、如何判别曾经平衡？平衡时留意什么？、如何判别曾经平衡？平衡时留意什么？适当适当垫高高长木板装打点木板装打点计时器的一端，使小器
9、的一端，使小车重力沿斜重力沿斜面的下滑分力与摩擦力相平衡面的下滑分力与摩擦力相平衡留意：留意：调理定滑理定滑轮使使绳与与导轨平行平行FNfG留意：平衡摩擦力留意：平衡摩擦力小小车附附带纸带但不要挂沙桶但不要挂沙桶MF=0.5NG=0.5Nm=50克克Mma1a2只需当沙桶和沙的只需当沙桶和沙的总质量量远小于小小于小车的的总质量，量，即即mM时：a1 a2实验留意二：沙桶留意二：沙桶连沙的沙的总质量一定量一定远小于小小于小车的的质量量MF=0.5NG=0.5Nm=50克克mF=0.5NMma1a2a1 a2只需当沙桶和沙的只需当沙桶和沙的总质量量远小于小小于小车的的总质量，量，即即mM时：a1
10、a2M实验留意二：沙桶留意二：沙桶连沙的沙的总质量一定量一定远小于小小于小车的的质量量实验预备知识：实验预备知识：利用利用利用利用纸带计纸带计算小算小算小算小车车的加速度的加速度的加速度的加速度0123456S1S1S2S2S3S3S4S4S5S5S6S6T=0.1sT=0.1sS4S4S1=3aS1=3aT2T2S SS S=3a=3aT2T2S SS S=3a=3aT2T2本本本本实验实验至少打需至少打需至少打需至少打需910910910910条条条条纸带纸带，计计算出算出算出算出910910910910个加速度，用于个加速度，用于个加速度，用于个加速度，用于画画画画图图象留意要在每条象留
11、意要在每条象留意要在每条象留意要在每条纸带纸带上注明拉力大小和小上注明拉力大小和小上注明拉力大小和小上注明拉力大小和小车质车质量大小量大小量大小量大小二二实验设计2 2：研研讨做匀加速运做匀加速运动的小的小车的加速度的加速度a与所受合力与所受合力F及及小小车的的质量量M的关系，需求的关系，需求测定的物理量：定的物理量：a、F、M可用天平丈量或直接用砝可用天平丈量或直接用砝码或或钩码来改来改蜕变量量质量量M：拉力合力拉力合力F F用用弹簧秤丈量簧秤丈量 或用托或用托盘和砝和砝码的重力的重力2 2用公式：用公式：测出出x与与对应的的时间t，那么可求出加速度，那么可求出加速度测定小定小车的加速度的加
12、速度a a 的方法：的方法：小小车从静止开从静止开场做匀加速运做匀加速运动时1 1用打点用打点计时器打得的器打得的纸带求小求小车的加速度的加速度 假假设测出两出两辆初速度初速度为零的匀加速运零的匀加速运动的小的小车在一在一样时间内的位移内的位移x1x1、x2x2，那么位移之比就是加速度之比，即：，那么位移之比就是加速度之比，即： 两两辆小小车并排放置，前端各系一条并排放置，前端各系一条细绳，细绳的另一跨的另一跨过定滑定滑轮各挂各挂钩码，两小，两小车后端也各系一后端也各系一条条细绳，一同被一个，一同被一个夹子子夹着使两着使两车静止静止 翻开翻开夹子，两子，两车同同时开开场运运动，关上，关上夹子，
13、子，两两车同同时停下来，可保停下来，可保证两两车运运动时间一一样。测出两出两车的位移，就可知道它的位移，就可知道它们加速度的关系加速度的关系实验一一两两车质量一量一样，所受拉力合力：，所受拉力合力：让两两车由静止开由静止开场匀加匀加速运速运动一一样时间，测出它出它们的位移的位移x x、x x实验景象：景象：那么：那么：实验结论：物体：物体质量一定量一定时，物体的加速度与所受外力成正比，物体的加速度与所受外力成正比或或即：即：几点几点阐明：明：1 1假假设让多多辆小小车由静止开由静止开场匀加速运匀加速运动一一样时间 在在质量一定的情况下，量一定的情况下，测得多个外力得多个外力 F1 F1、F2F
14、2、F3F3对应的加速度的加速度a1a1、a2a2、a3a3 可画出可画出aFaF图象，并从中得象，并从中得出出结论，那么所得，那么所得结论更可靠更可靠Fa实验结论：物体物体质量一定量一定时，物体的加速度与，物体的加速度与所受外力成正比所受外力成正比即：即：实验二二两两车所受拉力合力一所受拉力合力一样，质量不同：量不同：让两两车由静止开由静止开场匀加匀加速运速运动一一样时间，测出它出它们的位移的位移x x、x x实验景象：景象：那么：那么：实验结论：物体受力一定：物体受力一定时，物体的加速度与其，物体的加速度与其质量成反比量成反比或或即：即：M 在受力一定的情况下，在受力一定的情况下，测得多得多辆小小车质量分量分别为M1M1、M2M2、M3M3时对应的加速度的加速度a1a1、a2a2、a3a3 可画出可画出aMaM图象象应为 改画为改画为 图象图象实验结论：物体受力一定：物体受力一定时，物体的加速度与其，物体的加速度与其质量成反比量成反比即：即：M
