3、实验探究牛二定律.pptVIP

3实验:探究加速度与力、质量的关系 实验目的： 1. 探究物体的质量m一定时，加速度a 与作用力F 的关系; 作用力F一定时，加速度a 与质量m 的关系。 2. 学会运用控制变量的方法研究物理问题 实验器材 打点计时器，纸带及复写纸，小车，一端附有定滑轮的长木板，小筒，细绳，砝码，低压交流电源（火花打点计时器是220V交流电源），刻度尺等。 （1）保持m一定，测量出a、F 后，如何较直观地判断a和F的关系？ 图象. 以a为纵坐标,F为横坐标建立坐标系, 根据各组数据描点…… 如果看到这些点在一条过原点的直线上, 说明a和F成正比. （2）保持F一定，测量出a、m后，如何较直观地判断a和m的关系？ 图象. 以a为纵坐标,1/m为横坐标建立坐标系, 根据各组数据描点…… 如果看到这些点在一条过原点的直线上, 说明a和1/m成正比. 即:a和m成反比. 问题：如何测量物体的质量、加速度和受到的力？ （1）如何测量研究对象（如小车）的质量？通过何种方法改变研究对象的质量？ 天平 增加砝码 （2）如何测量小车的加速度？ a、在运动物体上安装一条纸带，用打点计时器打出的纸带测量。 b、如果初速度为0，用刻度尺测量位移用秒表测量时间，由 a=2x/t2 算出。 c、测出两个初速度为0的匀加速运动的物体在相同时间内发生的位移，位移之比就是加速度之比。 即：a1/a2=x1/x2 （3）怎样为运动物体提供一个恒定的的力（合力），如何测出这个力？ 拉力大致是小盘及砝码的重力。 为什么？ 小盘做的不是匀速运动。 mg -T = ma 故拉力Tmg 若：小盘及砝码的总质量m远小于车的质量M，可减小实验误差。 即： m ? M 时， T = mg 为什么？ 原理如下： 通过适当调节，使小车所受的阻力忽略， 当M 和m做加速运动时,可以得到: （4）在小车运动过程中不可避免的要受到摩擦力的作用，这个摩擦力也会影响到小车的加速度，如何消除摩擦力 的影响？ 平衡摩擦力。 垫高长木板的末端，轻推小车，使它不受绳拉力时能匀速下滑。用重力的下滑分力与摩擦力平衡，这时再加拉力，小车的加速度就只由拉力而产生了。 实验结论： ________________________________________________________________________________________________________________________ 问题4. 阅读“参考案例”，你能否提供其他的研究方案？ 在“参考案例”中有没有直接测量加速度的数值？不直接测出加速度，我们能否找到加速度与力或质量之间的定量关系？如何实现两个做匀加速直线运动的物体运动的时间相等？ 实验原理： a=2x/t2，测出两个初速度为0的匀加速运动的小车在相同时间内发生的位移，位移之比就是加速度之比。 即：a1/a2=x1/x2 具体如何操作？ 控制变量法. 1/m M m T T mg T = Ma mg-T = ma mg-Ma = ma 当M m时, 可以近似认为小车所受的拉力T = mg。 平衡摩擦力过度。 未完全平衡摩擦力平衡摩擦力 小车与长木板之间的最大静摩擦力大小 在实验误差允许的范围内，物体的质量一定时，其加速度与所受的合外力大小成正比，在物体所受的合外力一定时，其加速度与物体的质量成反比 [例题1] 如图是某同学利用教材提供的方案进行“探究加速度与力、质量的关系”实验时，正要打开夹子时的情况。某同学指出了实验时的几个错误，其说法正确的是 A．该实验前没有平衡摩擦力； B．拉小车的细线应平行桌面 C．实验电源应为交流电电源 D．小车应靠近打点计时器且打点计时器应距左端较远 结论： 小车 1 (0. 2) 小车 2(0.2) 第一次 第二次 小车(m/kg) F/N x/m F′/N x′/m 0.2 0.32 0.3 0.1 0.15 0.1 0.10 0.31 a∝F 2.实验过程 （1）加速度跟力的关系 a F 0