实验4探究加速度与力质量的关系考.ppt

* * * * * * * * * * * * * * * * * * * (1)根据表中的数据在坐标图上作出a—F图象； (2)图象的斜率的物理意义是________________； (3)图象(或延长线)与F轴的截距的物理意义是______________； (4)小车和砝码的总质量为________kg. 答案：(1)a—F图象如图9所示． 图9 (2)小车和砝码的总质量的倒数 (3)小车受到的阻力为0.1 N (4)1.00 4．同学们在做“验证牛顿第二定律”的实验． (1)甲同学为了使小车受到合外力等于小砂桶和砂的总重量，他采用如下两个措施： A．平衡摩擦力：将长木板无滑轮的一端下面垫一小木块，反复移动木块的位置，直到小车在小砂桶的拉动下带动纸带与小车一起做匀速直线运动； B．调整砂的多少，使砂和小砂桶的总质量m远小于小车和砝码的总质量M. 请问：以上哪一个措施中有何重大错误？ 答：________________________________________. (2)乙同学在实验中，他保持小车及砝码总质量M不变．反复改变砂的质量，并测得一系列数据，结果发现小车受到的合外力(小砂桶及砂的总重量)与加速度的比值略大于小车及砝码总质量M，经检查发现滑轮非常光滑，打点计时器工作正常，且事先基本上平衡了摩擦力，那么出现这种情况的主要原因是什么？ 答：_________________________________________. 答案：(1)A，因为该措施中平衡摩擦力时，不应用小砂桶拉动小车做匀速运动，应让小车自身下滑来平衡摩擦力 (2)由于未满足m?M，拉小车的合外力Fmg，因此，M＝ 5．(2009·江苏高考)“探究加速度与物体质量、物体受力的关系”的实验装置如图10甲所示． 图10 (1)在平衡小车与桌面之间摩擦力的过程中，打出了一条纸带如图10乙所示．计时器打点的时间间隔为0.02 s．从比较清晰的点起，每5个点取一个计数点，量出相邻计数点之间的距离．该小车的加速度a＝________m/s2.(结果保留两位有效数字) (2)平衡摩擦力后，将5个相同的砝码都放在小车上．挂上砝码盘，然后每次从小车上取一个砝码添加到砝码盘中，测量小车的加速度．小车的加速度a与砝码盘中砝码总重力F的实验数据如下表： 请根据实验数据作出a—F的关系图象． (3)根据提供的实验数据作出的a—F图线不通过原点．请说明主要原因． 砝码盘中砝码 总重力F(N) 0.196 0.392 0.588 0.784 0.980 加速度a (m·s－2) 0.69 1.18 1.66 2.18 2.70 解析：本题主要考查“探究加速度与质量、物体受力的关系”这一探究性实验，题中用到的知识点有纸带的处理、表格数据的处理以及图象问题．意在考查考生对实验的探究能力，以及熟练运用学过知识处理问题分析问题的能力及绘图的能力．根据Δx＝aT2可计算小车的加速度，a＝0.16 m/s2，运用表格中给出的数据可绘出图象，图象不过原点的主要原因是未计入砝码盘的重力． 答案：(1)0.16　(0.15也可) (2)见图12 图12 (3)未计入砝码盘的重力 * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * 实验四　探究加速度与力　 质量的关系 一、实验目的 1．了解如何来描述物体的运动状态，明确物体运动状态的改变必有加速度； 2．掌握一种科学的研究方法——控制变量法； 3．理解加速度和力的关系，并知道得出这个关系的实验思想和方法； 4．理解加速度与质量的关系，并知道得出这个关系的实验思想和方法． 二、实验原理 物体的加速度a不仅跟它所受到的外力F有关，还取决于它自己的属性——质量m.为了定量地研究a、F、m三者之间的关系，先保持一个量(质量m)不变，研究其他两个量(加速度a与外力F)之间的关系；然后再保持另一个量(外力F)不变，研究其他两个量(加速度a与质量m)之间的关系；最后把两个结果综合起来得出a与F、m之间的关系．这种方法称为控制变量法． 分析　对小车及小桶分别列出牛顿第二定律方程得：小车：T1＝MaM，小桶：mg－T1′＝mam，且有：T1＝T1′，aM＝am.联立解得：aM＝am＝ ，T1＝ g 三、实验器材 打点计时器；纸带及复写纸片；小车；一端附有定滑轮的长木板、砝码；细绳；低压交流电源；两根导线；天平；刻度尺；小砂桶；砂． 四、实验步骤 图1 1．用天平测出小车和小砂桶的质量M和m. 2．按图1所示把实验器材安装好，但不把悬挂小砂桶的细绳系在小车上(即不给小车加牵引力)． 3．平衡摩擦力：在长木板的不带定滑轮的一端下面垫上一块薄木