探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系

1、實(shí)驗(yàn)四 探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系,本課欄目開關(guān),基礎(chǔ)再現(xiàn)深度思考,本課欄目開關(guān),實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1學(xué)會用控制變量法研究物理規(guī)律 2驗(yàn)證牛頓第二定律 3掌握利用圖象處理數(shù)據(jù)的方法,基礎(chǔ)再現(xiàn)深度思考,本課欄目開關(guān),實(shí)驗(yàn)原理,探究加速度a與力F及質(zhì)量m的關(guān)系時，應(yīng)用的基本方法是控制變量法，即先控制一個參量小車的質(zhì)量m不變，討論加速度a與力F的關(guān)系，再控制小盤和砝碼的質(zhì)量不變，即力F不變，改變小車質(zhì)量m，討論加速度a與m的關(guān)系,基礎(chǔ)再現(xiàn)深度思考,本課欄目開關(guān),實(shí)驗(yàn)器材,打點(diǎn)計時器、紙帶、復(fù)寫紙、小車、一端附有定滑輪的長木板、小盤、夾子、細(xì)繩、低壓交流電源、導(dǎo)線、天平、刻度尺、砝碼,基礎(chǔ)再現(xiàn)深度思考,本課欄

2、目開關(guān),實(shí)驗(yàn)步驟,1用天平測出小車和盛有砝碼的小盤的質(zhì)量m和m. 2安裝實(shí)驗(yàn)器材(如圖1所示) 3平衡摩擦力 4小盤繞過滑輪系于小車上， 先通電源后放開小車，取下紙帶編號碼 5保持小車的質(zhì)量m不變，改變砝碼和小盤的質(zhì)量m，重復(fù)步驟4. 6在每條紙帶上選取一段比較理想的部分 測加速度a,圖1,基礎(chǔ)再現(xiàn)深度思考,本課欄目開關(guān),7作aF的圖象，描點(diǎn)作圖，若這些點(diǎn)在一條直線上，證明了加速度與力成正比 8保持砝碼和小盤的質(zhì)量m不變，改變小車質(zhì)量m，重復(fù)步驟4和6，作a 圖象，若圖象為一直線，則證明加速度與質(zhì)量成反比,加速度與力,加速度與質(zhì)量,基礎(chǔ)再現(xiàn)深度思考,本課欄目開關(guān),數(shù)據(jù)處理,1探究加速度與力的關(guān)

3、系 以加速度a為縱坐標(biāo)，以F為橫坐標(biāo)，根據(jù)測量的數(shù)據(jù)描點(diǎn)，然后作出圖象，看圖象是否是通過原點(diǎn)的直線，就能判斷a與F是否成正比,基礎(chǔ)再現(xiàn)深度思考,本課欄目開關(guān),2探究加速度與質(zhì)量的關(guān)系 以a為縱坐標(biāo)、m為橫坐標(biāo)，根據(jù)各組數(shù)據(jù)在坐標(biāo)系中描點(diǎn)，將會得到如圖2甲所示的一條曲線由圖線只能看出m增大時a減小，但a與m具體是什么關(guān)系，不能得出若以a為縱坐標(biāo)，1/m為橫坐標(biāo)，將會得到如圖乙所示的一條過原點(diǎn)的傾斜直線，據(jù)此可判斷a與m成反比,圖2,基礎(chǔ)再現(xiàn)深度思考,本課欄目開關(guān),注意事項(xiàng),1平衡摩擦力：一定要做好平衡摩擦力的工作，也就是調(diào)出一個合適的斜面，使小車的重力沿著斜面方向的分力正好平衡小車受的摩擦阻力在

4、平衡摩擦力時，不要把懸掛小盤的細(xì)線系在小車上，即不要給小車加任何牽引力，并要讓小車拖著打點(diǎn)的紙帶運(yùn)動 2不重復(fù)平衡摩擦力：實(shí)驗(yàn)步驟2、3不需要重復(fù)，即整個實(shí)驗(yàn)平衡了摩擦力后，不管以后是改變小盤和砝碼的總質(zhì)量還是改變小車的質(zhì)量，都不需要重新平衡摩擦力 3實(shí)驗(yàn)條件：每條紙帶必須在滿足小車的質(zhì)量遠(yuǎn)大于小盤和砝碼的總質(zhì)量的條件下打出只有如此，小盤和砝碼的總重力才可視為小車受到的拉力 4一先一后：改變拉力和小車質(zhì)量后，每次開始時小車應(yīng)盡量靠近打點(diǎn)計時器，并應(yīng)先接通電源，再釋放小車,基礎(chǔ)再現(xiàn)深度思考,本課欄目開關(guān),例1 】某實(shí)驗(yàn)小組在“探究加速度與物體受力的關(guān)系”實(shí) 驗(yàn)中，設(shè)計出如下的實(shí)驗(yàn)方案，其實(shí)驗(yàn)裝置

5、如圖3所 示已知小車質(zhì)量M214.6 g，砝碼盤質(zhì)量m07.8 g， 所使用的打點(diǎn)計時器交流電頻率f50 Hz.其實(shí)驗(yàn)步驟是： A按圖中所示安裝好實(shí)驗(yàn)裝置； B調(diào)節(jié)長木板的傾角，輕推小車后，使小車能沿長木 板向下做勻速運(yùn)動； C取下細(xì)繩和砝碼盤，記下砝碼盤中砝碼的質(zhì)量m； D先接通電源，再放開小車，打出一條紙帶，由紙帶求得小車的加速度a； E重新掛上細(xì)繩和砝碼盤， 改變砝碼盤中砝碼的質(zhì)量， 重復(fù)BD步驟，求得小車在 不同合外力F作用下的加速度,圖3,課堂探究突破考點(diǎn),本課欄目開關(guān),回答下列問題： (1)按上述方案做實(shí)驗(yàn)，是否要求砝碼和砝碼盤的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量？_(填“是”或“否”) (2

6、)實(shí)驗(yàn)中打出的其中一條紙帶如圖4所示，由該紙帶可求得小車的加速度a_ m/s2,3)某同學(xué)將有關(guān)測量數(shù)據(jù)填入他所設(shè)計的表格中，如下表,否,0.88,圖4,課堂探究突破考點(diǎn),本課欄目開關(guān),他根據(jù)表中的數(shù)據(jù)畫出aF圖象(如圖5)造成圖線不過坐標(biāo)原點(diǎn)的一條最主要原因是_， 從該圖線延長線與橫軸的交點(diǎn)可求出的物理量是_,其大小為_,圖5,在計算小車所受的合外力時未計入砝碼盤的重力,砝碼盤的重力,0.08 N,課堂探究突破考點(diǎn),本課欄目開關(guān),例2 】某實(shí)驗(yàn)小組利用如圖6所示的實(shí)驗(yàn)裝置來探究當(dāng)合外力一定時，物體運(yùn)動的加速度與其質(zhì)量之間的關(guān)系 (1)由圖中刻度尺讀出兩個光電門中心之間的距離x24 cm，由圖

7、7中游標(biāo)卡尺測得遮光條的寬度d_ cm.該實(shí)驗(yàn)小組在做實(shí)驗(yàn)時，將滑塊從如圖6所示位置由靜止釋放，由數(shù)字計時器可 以讀出遮光條通過光電門1的時間t1，遮光條通過光電門2的時間t2，則滑塊經(jīng)過光電門1時的瞬時速度的表達(dá)式v1_，滑塊經(jīng)過光電門2時的瞬時速度的表達(dá)式v2_，則滑塊的加速度的表達(dá)式a_.（用字母表示,圖6,圖7,0.52,課堂探究突破考點(diǎn),本課欄目開關(guān),2)在本次實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)小組通過改變滑塊質(zhì)量總共做了6組實(shí)驗(yàn)，得到如表所示的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù).通過分析表中數(shù)據(jù)后，你得出的結(jié)論是_,3)現(xiàn)需通過圖象進(jìn)一步驗(yàn)證你的結(jié)論，請利用表格數(shù)據(jù)，在如圖8所示坐標(biāo)系中描點(diǎn)作出相應(yīng)圖象,加速度與質(zhì)量成反比,1,

8、2,3,4,1,2,0,Kg- 1,1/m,a/(ms-2,3,圖8,課堂探究突破考點(diǎn),本課欄目開關(guān),3.（2010山東 23(1)）某同學(xué)設(shè)計了如圖15所示的裝置來探究加速度與力的關(guān)系彈簧秤固定在一合適的木板上，桌面的右邊緣固定一支表面光滑的鉛筆以代替定滑輪，細(xì)繩的兩端分別與彈簧秤的掛鉤和礦泉水瓶連接在桌面上畫出兩條平行線MN、PQ，并測出間距d 開始時將木板置于MN處，現(xiàn)緩慢向瓶中加水，直到木板剛剛開始運(yùn)動為止，記下彈簧秤的示數(shù)F0，以此表示滑動摩擦力的大小再將木板放回原處并按住，繼續(xù)向瓶中加水后，記下彈簧秤的示數(shù)F1，然后釋放木板，并用秒表記下木板運(yùn)動到PQ處的時間t. 木板的加速度可以

9、用d、t表示為a_；為了減小測量加速度的偶然誤差可以采用的方法是(一種即可) _,圖15,保持F1不變，重復(fù)實(shí)驗(yàn)多次測量，求平均值,隨堂訓(xùn)練能力達(dá)標(biāo),本課欄目開關(guān),改變瓶中水的質(zhì)量重復(fù)實(shí)驗(yàn)，確定加速度a與彈簧秤示數(shù)F1的關(guān)系下列圖象能表示該同學(xué)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的是（,用加水的方法改變拉力的大小與掛鉤碼的方法相比，它的優(yōu)點(diǎn)是_ a可以改變滑動摩擦力的大小 b可以更方便地獲取多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù) c可以比較精確地測出摩擦力的大小 d可以獲得更大的加速度以提高實(shí)驗(yàn)精度,c,bc,隨堂訓(xùn)練能力達(dá)標(biāo),本課欄目開關(guān),4.（2010江蘇）為了探究受到空氣阻力時，物體運(yùn)動速度隨時間的變化規(guī)律，某同學(xué)采用了“加速度與物體質(zhì)量、物體受力關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)裝置(如圖16所示)實(shí)驗(yàn)時，平衡小車與木板之間的摩擦力后，在小車上安裝一薄板，以增大空氣對小車運(yùn)動的阻力 (1)往砝碼盤中加入一小砝碼，在釋放小車_(選填“之前”或“之后”)接通打點(diǎn)計時器的電源，在紙帶上打出一系列的點(diǎn),圖16,之前,隨堂訓(xùn)練能力達(dá)標(biāo),本課欄目開關(guān),2)從紙帶上選取若干計數(shù)點(diǎn)進(jìn)行測量，得出各計數(shù)點(diǎn)的時間t與速度v的數(shù)據(jù)如下表,請根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)在圖17中作出小車的vt圖象,3）通過對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析該同學(xué)認(rèn)為：隨著運(yùn)動速