高中物理 探究加速度與力、質(zhì)量的關系

1、高中物理必修1人教版第四章 牛頓運動定律4.2 實驗：探究加速度與力、質(zhì)量的關系 3 12學會用控制變量法研究物理規(guī)律 會測量加速度、力和質(zhì)量，能作出物體運動的a-F、a-1/m 圖象通過實驗探究加速度與力、質(zhì)量的定量關系 一、實驗器材交流電源 刻度尺 天平 二、實驗原理1. 質(zhì)量 作用力 2. 作用力 質(zhì)量一. 實驗方案的設計1三個物理量的測量方法近似法本實驗的研究對象：放在長木板上的小車在拉力的作用下做勻加速直線運動(裝置如圖所示)(1)小車質(zhì)量的測量利用 測出，在小車上 砝碼可改變小車的質(zhì)量(2)拉力的測量當小桶和砂的質(zhì)量 小車的質(zhì)量時，可以認為小桶和砂的重力近似等于對小車的拉力，即Fm

2、g.(3)加速度的測量：逐差法天平增減遠小于2實驗數(shù)據(jù)的處理方法圖象法、“化曲為直”法(1)研究加速度a 和力F 的關系以加速度a 為縱坐標，以力F 為橫坐標，根據(jù)測量數(shù)據(jù)描點，然后作出圖象，如圖所示，若圖象是一條 ，就能說明a 與F 成正比通過原點的直線 (2)研究加速度a 與物體質(zhì)量m 的關系 如圖甲所示，因為a-m 圖象是曲線，檢查a-m 圖象是不是雙曲線，就能判斷它們之間是不是反比例關系，但檢查這條曲線是不是雙曲線，相當困難若a 和m 成反比，則a與1/m 必成 我們采取“化曲為直”的方法，以a 為縱坐標，以1/m 為橫坐標，作出a-1/m 圖象，若a-1/m 圖象是一條直線，如圖乙所

3、示，說明a 與1/m 成，即a 與m 成正比正比反比二、實驗步驟1用天平測出小車的質(zhì)量M，并把數(shù)值記錄下來2按圖所示的裝置把實驗器材安裝好3平衡摩擦力：在長木板不帶定滑輪的一端下面墊一木塊，多次移動木塊位置，直到輕推小車，使小車在斜面上運動時可保持勻速直線運動為止4在小桶里放入適量的砂，在小車上加放適量的砝碼，用天平測出小桶和砂的質(zhì)量m，并記錄下來接通電源，放開小車，待打點計時器在紙帶上打好點后取下紙帶次數(shù)123456小車加速度a/(ms2)砂和小桶的質(zhì)量m/kg拉力F/N5保持小車的質(zhì)量不變，改變砂和小桶的質(zhì)量，按步驟4再做5次實驗6在每條紙帶上選取一段比較理想的部分，算出每條紙帶對應的加速

4、度的值并記錄在表格的相應位置.7.用縱坐標表示加速度，橫坐標表示作用力，根據(jù)實驗結(jié)果畫出小車運動的a-F 圖象，從而得出a-F 的關系次數(shù)123456小車加速度a/(ms2)小車質(zhì)量M/kg1/M/(kg1 )8保持砂和小桶的質(zhì)量不變，在小車上加放砝碼，重復上面的實驗，求出相應的加速度，并設計表格如下根據(jù)實驗結(jié)果畫出小車運動的a-1/M 圖象，從而得出a-M 的關系.9.整理實驗器材，結(jié)束實驗三 .注意事項1實驗中應先接通電源后釋放小車2在平衡摩擦力時，不要懸掛小桶，但小車應連著紙帶且接通電源用手輕輕地給小車一個初速度，如果在紙帶上打出的點的間隔均勻，表明小車受到的阻力跟它受到的重力沿斜面向下

5、的分力平衡3改變砂的質(zhì)量過程中，要始終保證砂桶(包括砂)的質(zhì)量遠小于小車的質(zhì)量4作圖時應使所作的直線通過盡可能多的點，不在直線上的點也要盡可能的分布在直線的兩側(cè)，但若遇到個別偏離較遠的點可舍去某實驗小組利用圖所示的裝置探究加速度與力、質(zhì)量的關系(1)下列做法正確的是_(填字母代號)A調(diào)節(jié)滑輪的高度，使牽引木塊的細繩與長木板保持平行B在調(diào)節(jié)木板傾斜度平衡木塊受到的滑動摩擦力時，將裝有砝碼的砝碼桶通過定滑輪拴在木塊上C實驗時，先放開木塊再接通打點計時器的電源D通過增減木塊上的砝碼改變質(zhì)量時，不需要重新調(diào)節(jié)木板傾斜度平衡摩擦力時，不能掛砝碼和砝碼桶先接通電源再放開木塊AD(2)圖是甲、乙兩同學根據(jù)實

6、驗數(shù)據(jù)畫出的圖象形成圖線甲的原因是_形成圖線乙的原因是_長木板傾角過大未平衡摩擦力或長木板傾角過小F= 0時，木塊就有了加速度有了拉力時，加速度仍為0為了探究加速度與力的關系，使用如圖所示的氣墊導軌裝置進行實驗其中G1、G2為兩個光電門，它們與數(shù)字計時器相連，當滑行器通過G1、G2光電門時，光束被遮擋的時間t1、t2都可以被測量并記錄滑行器連同上面固定的一條形擋光片的總質(zhì)量為M，擋光片寬度為D，光電門間距離為x，牽引砝碼的質(zhì)量為m.回答下列問題：(1)實驗開始應先調(diào)節(jié)氣墊導軌下面的螺釘，使氣墊導軌水平，在不增加其他儀器的情況下，如何判定調(diào)節(jié)是否到位？解析法一：取下牽引砝碼，滑行器放在任意位置都

7、不動 法二：取下牽引砝碼，輕推滑行器，數(shù)字計時器記錄每一個光電門的光束被遮擋的時間t 都相等 (2)若取M0.4 kg，改變m的值，進行多次實驗，以下m 的取值不合適的一個是_Am15 g Bm215 gCm340 g Dm4400 g解析為了探究加速度與力的關系，使用如圖所示的氣墊導軌裝置進行實驗其中G1、G2為兩個光電門，它們與數(shù)字計時器相連，當滑行器通過G1、G2光電門時，光束被遮擋的時間t1、t2都可以被測量并記錄滑行器連同上面固定的一條形擋光片的總質(zhì)量為M，擋光片寬度為D，光電門間距離為x，牽引砝碼的質(zhì)量為m.回答下列問題：只有在滿足m M 時，才可以用牽引砝碼的重力近似等于對滑行器的拉力 = 0.4kg = MD(3)在此實驗中，需要測得每一個牽引力對應的加速度，其中求得的加速度a的表達式為：_.(用t1、t2、D、x 表示)解析為了探究加速度與力的關系，使用如圖所示的氣墊導軌裝置進行實驗其中G1、G2為兩個光電門，它們與數(shù)字計時器相連，當滑