《加速度與力、質量的關係》牛頓運動定律PPT

描述

《加速度與力、質量的關係》牛頓運動定律PPT

第一部分內容：明確原理

一、實驗目的

1．探究加速度與力、質量的關係．

2．學習用控制變數法探索物理規律．

二、實驗器材

附定滑輪的木板、薄墊塊、小車、細繩、重物(小鉤碼或沙桶等)、打點計時器、紙帶、交流電源、天平、砝碼、刻度尺．

三、實驗原理與設計

採用控制變數法

1．保持物體質量m不變，探究加速度a與力F的關係．

2．保持物體所受的力相同，探究加速度a與質量m的關係．

實驗設計有一個關鍵點：如何測量小車所受到的合外力？常用方法是將木板一端墊高，使小車不拉重物時能勻速運動，此時小車重力沿斜面的分力恰好抵消其所受摩擦力及其他阻力；同時，所掛重物的質量應遠小於小車的品質．在此條件下，對應的重物重力大小便可近似認為等於作用於小車的合外力大小．

四、實驗步驟

1．將小車置於有定滑輪的木板上，將紙帶穿過打點計時器後掛在小車尾部．

2．用薄墊塊將木板一端墊高，調整其傾斜程度，直至小車運動時打點計時器在紙帶上打出的點分佈均勻為止．

3．在細繩一端掛上重物，另一端透過定滑輪繫在小車前端．注意重物質量應遠小於小車質量．

4．將小車靠近打點計時器後開啟打點計時器，稍後再將小車由靜止釋放．打點計時器在紙帶上打出一系列點，據此計算出小車的加速度．保持小車質量不變，增加重物的質量(重物總質量仍遠小於小車質量)，重複實驗，將小車所受的不同拉力與相應計算出的加速度記錄下來．

5．保持重物不變，增加或減少小車上的砝碼以改變小車的質量，重複實驗，將小車的質量與相應的加速度記錄下來．

五、數據處理

1．物體的質量一定，探究加速度與受力的關係

由表中數據，作出質量m一定時的a－F圖像，並得出結論．

2．物體的受力一定，探究加速度與質量的關係

由表中數據，作出力F不變時，a－1m的圖像，並得出結論．

六、誤差分析

七、注意事項

1．平衡摩擦力時不要掛重物，整個實驗平衡了摩擦力後，不管以後是改變小桶和沙子的質量還是改變小車及砝碼的質量，都不需要重新平衡摩擦力．

2．實驗中必須滿足小車和砝碼的總質量遠大於小桶和沙子的總質量．只有如此，小桶和沙子的總重力才可視為與小車所受到的拉力相等．

3．作圖像時，要使盡可能多的點在所作直線上，不在直線上的點應盡可能均勻地分佈在所作直線兩側．離直線較遠的點是錯誤數據，可捨去不予考慮．

4．釋放小車時，小車應靠近打點計時器且先接通電源再釋放小車．

加速度與力質量的關係PPT，第二部內容：典例解讀

實驗原理及操作

用如圖所示的裝置研究在作用力F一定時，小車的加速度a與小車質量m的關係，某位同學設計的實驗步驟如下：

A．用天平稱出小車和重物的質量

B．按圖裝好實驗器材

C．把輕繩繫在小車上並繞過定滑輪懸掛重物

D．將電磁打點計時器接在電壓為6 V的蓄電池上，接通電源，放開小車，打點計時器在紙帶上打下一系列點，並在紙帶上標明小車的質量

E．保持重物的質量不變，增加小車上的砝碼個數，並記錄每次增加後的m值，重複上述實驗

F．分析每條紙帶，測量並計算加速度的數值

G．作a－m關係影像，並由影像決定a－m關係

(1)該同學漏掉的重要實驗步驟是______________，步驟應排在________步實驗之後．

(2)在上述步驟中，有錯誤的是________，應將______________改為__________________．

(3)在上述步驟中，處理不恰當的是________，應把____________改為____________．

資料處理及誤差分析

「探究加速度與物體質量、物體受力的關係」的實驗裝置如圖甲所示．

(1)甲實驗小組在平衡小車與桌面之間摩擦力的過程中，打出了一張紙帶如圖乙所示．計時器打點的時間間隔為0.02 s．從比較清晰的點起，每5個點取一個計數點，量出相鄰計數點之間的距離．該小車的加速度a＝________m/s2.(結果保留兩位有效數字)

(2)乙實驗小組設計如表所示的數據記錄表格，其中質量m表示小車的質量，受力F為細線拉力，表格中符號表示該小組實驗中記錄的部分數據．

若利用1、2、3三組資料探究加速度與受力的關係，則2、3組資料中物體的質量分別為________、________；若利用3、4、5三組資料探究加速度與物件質量的關係，則4、5組資料中物體所受的力分別為________、________．

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更新時間: 2024-09-27

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