《實驗：探究加速度與力、質量的關係》運動與力的關係PPT課件

描述

《實驗：探究加速度與力、質量的關係》運動與力的關係PPT課件

第一部分內容：明確原理

一、實驗目的

1．學會用控制變項法探究物理規律．

2．探究加速度與力、質量的關係．

3．掌握利用圖象處理資料的方法．

二、實驗思路

採用控制變數法，在探討加速度與力、質量三者關係時，先讓其中一個量保持不變來探究其他兩個量之間的關係.

三、實驗器材

打點計時器、紙帶、複寫紙片、小車、一端附有定滑輪的長木板、小盤、重物、夾子、細繩、交流電源、導線、天平(帶一套砝碼)、刻度尺．

四、實驗步驟

1．測量質量：用天平測量小盤的質量m0和小車的質量M0.

2．安裝器材：如如圖所示將實驗器材安裝好(小車上不繫繩)．

3．平衡摩擦力：把木板無滑輪的一端下面墊一薄木板，反覆移動其位置，使小車在不掛小盤和砝碼的情況下，能沿木板做勻速直線運動(紙帶上相鄰點的間距相等)．

4．測a、F

(1)把小車停在打點計時器處，掛上小盤和砝碼，先接通電源，再讓小車拖著紙帶在木板上勻加速下滑，打出一條紙帶，紙帶記錄了小車的運動情況，取下紙帶並在紙帶上標上號碼及此時所掛小盤和砝碼的總重力m1g.

(2)保持小車的質量不變，改變小盤中砝碼的質量，重複步驟(1)，多做幾次實驗，並記錄好相應紙帶的編號及所掛小盤和砝碼的總重力m2g，m3g，…

5．測a、M

(1)保持小車所受的合外力不變，在小車上加砝碼，接通電源後放開小車，用紙帶記錄小車的運動情況；取下紙帶，並在紙帶上標上號碼及小車及砝碼的總質量M1.

(2)繼續在小車上增加砝碼，重複步驟(1)，多做幾次實驗，在每次實驗得到的紙帶上標上號碼及小車和砝碼的總質量M2，M3，…

6．以公式Δx＝aT2或a＝ΔxT2求得小車的加速度a，將所得的資料填入對應表格中，以便進行資料驗證．

實驗探討加速度與力質量的關係PPT，第二部內容：典例解讀

實驗原理與實驗操作

在探討加速度與物體所受合外力及質量間的關係時，採用如圖所示的實驗裝置，小車及車中的砝碼的總質量用M表示，盤及盤中的砝碼的總質量用m表示，小車的加速度可由小車後拖曳的紙帶上的由打點計時器打出的點計算得出．

(1)當M與m的大小關係滿足________時，才可以認為細線對小車的拉力大小等於盤和盤中砝碼的重力．

(2)一群同學在保持盤及盤中的砝碼品質一定的情況下，探究加速度與小車質量的關係．下列做法正確的是()

A．平衡摩擦力時，應將盤及盤中的砝碼用細線繞過定滑輪繫在小車上

B．每次改變小車的質量時，不需要重新平衡摩擦力

C．實驗時，先放開小車，再接通打點計時器電源

D．用天平測出m和M，之後可直接用公式a＝mgM求出小車運動的加速度

借題發揮

本實驗所用到的物理方法及注意事項

實驗方法 控制變因法

實驗條件 ①平衡摩擦力；②m≪M

資料處理方法 圖像法－化曲為直

打點計時器的使用方法 一先一後一按住．先接通電源、後放開小車，小車到達滑輪前按住小車

資料處理與誤差分析

某同學設計了一個探究加速度a與物體所受合力F及質量m關係的實驗，如圖甲為實驗裝置簡圖(交變電流的頻率為50 Hz)．

(1)圖乙為某次實驗所得的紙帶，根據紙帶可求出小車的加速度大小為________m/s2(結果保留兩位有效數字)．

(2)保持沙和沙桶的總質量不變，改變小車質量m，分別得到小車的加速度a與質量m及對應的1m數據，如表所示：

實驗改進與創新

(2019•宛城月考)某實驗小組用如圖1所示的裝置探究質量一定時加速度與力的關係．用鐵架台將兩塊固定有定滑輪的木板架起，木板的右端固定了兩個打點計時器，將兩個質量相等的小車A、B放置在木板右端，用細線繞過滑輪組後與兩小車相連．兩條紙帶穿過打點計時器後分別與小車連接在一起．將兩個打點計時器接在同一個電源上，確保可將它們同時開啟或關閉．實驗時，甲同學將兩小車按住，乙同學先在動滑輪下方掛上一個鉤碼，再接通電源使打點計時器開始工作．打點穩定後，甲將兩輛小車同時釋放．在小車撞到定滑輪前，乙斷開電源，兩打點計時器同時停止工作，取下兩條紙帶，透過分析處理紙帶記錄的信息，可以求出兩小車的加速度，進而完成實驗．請回答以下問題：

(1)圖2為小車A後面的紙帶，紙帶上的0，1，2，3，4，5，6為每隔4個列印點選取的計數點，相鄰兩計數點間的距離如圖2標註，單位為cm.打點計時器所用電源的頻率為50 Hz，則小車A的加速度a1＝______ m/s2(結果保留兩位有效數字)，同樣測出小車B的加速度a2，若a1∶a2近似等於_______，就說明質量一定的情況下，物體的加速度與力成正比．

(2)丙同學提出，不需測出兩小車加速度的數值，只量出兩條紙帶上從第一個列印點到最後一個列印點間的距離x1、x2，也能完成實驗探究，若x1∶x2近似等於________，也可說明質量一定的情況下，物體的加速度與力成正比，理由是_____________．

總結提升

本題測驗了實驗數據處理、檢查了實驗誤差分析．對於實驗題要明確實驗原理，這是解題的前提與關鍵．

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更新時間: 2024-06-29

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