探究试验五探究加速度与力质量的关系.DOC

探究实验五　探究加速度与力、质量的关系 【设计实验】 1．实验目的： 探究加速度与力、质量的关系：当质量一定是，加速度与力成 ；当作用力一定是，加速度与质量成 ；学会运用控制变量的方法研究物理问题。 2．实验原理： 实验的基本思想——控制变量法 1．保持研究对象即小车的 不变，改变小桶内砂的质量，即改变 ，测出小车的对应加速度，验证加速度是否正比于作用力． 2．保持小桶中砂的质量不变，即保持 不变，改变研究对象的 ，测出对应不同质量的加速度，验证加速度是否反比于质量． 3.实验方案的设计 三个物理量的测量方法——近似法 本实验的研究对象：放在长木板上的小车在拉力的作用下做匀加速直线运动． (1)小车质量的测量 利用 测出，在小车上 砝码可改变小车的质量． (2)拉力的测量 当小桶和砂的质量 小车的质量时，可以认为小桶和砂的重力近似等于对小车的拉力，即F≈mg. (3)加速度的测量：逐差法． 4．实验数据的处理方法——图象法、“化曲为直”法 (1)研究加速度a和力F的关系 以加速度a为纵坐标，以力F为横坐标，根据测量数据描点，然后作出图象，如图所示，若图象是一条 ，就能说明a与F成正比． (2)研究加速度a与物体质量m的关系 如图甲所示，因为a－m图象是曲线，检查a－m图象是不是双曲线，就能判断它们之间是不是反比例关系，但检查这条曲线是不是双曲线，相当困难．若a和m成反比，则a与eq \f(1,m)必成 我们采取“化曲为直”的方法，以a为纵坐标，以eq \f(1,m)为横坐标，作出a－eq \f(1,m)图象，若a－eq \f(1,m)图象是一条直线，如图乙所示，说明a与eq \f(1,m)成 ，即a与m成 5．实验器材 小车、砝码、小桶、砂、细线、一端附有定滑轮的长木板、垫木、打点计时器、 、纸带、 、 ． 【进行实验】 1．用天平测出小车和小桶的质量和，把数据记录下来。 2．按图所示的装置把实验器材安装好． 3．平衡摩擦力：在长木板不带定滑轮的一端下面垫一木块，多次移动木块位置，直到轻推小车，使小车在斜面上运动时可保持匀速直线运动为止． 4．在小桶里放入适量的砂，在小车上加放适量的砝码，用天平测出小桶和砂的质量m，并记录下来．接通电源，放开小车，待打点计时器在纸带上打好点后取下纸带． 5．保持小车的质量不变，改变砂和小桶的质量，按步骤4再做5次实验． 6．在每条纸带上选取一段比较理想的部分，算出每条纸带对应的加速度的值并记录在表格的相应位置. 次数 1 2 3 4 5 6 小车加速度a/(m·s－2) 砂和小桶的质量m/kg 拉力F/N 7.用纵坐标表示加速度，横坐标表示作用力，根据实验结果画出小车运动的a－F图象，从而得出a－F的关系． 8．保持砂和小桶的质量不变，在小车上加放砝码，重复上面的实验，求出相应的加速度，并设计表格如下．根据实验结果画出小车运动的a－eq \f(1,M)图象，从而得出a－M的关系. 次数 1 2 3 4 5 6 小车加速度a/(m·s－2) 小车质量M/kg eq \f(1,M)/kg－1 9.整理实验器材，结束实验． 三、注意事项 　　1．在平衡摩擦力时，不要悬挂小桶，但小车应连着纸带且接通电源．用手给小车一个初速度，如果在纸带上打出的点的间隔是均匀的，表明 。 　　2．砂和小桶的总质量最好不超过小车和砝码的总质量的1／10。 3．在研究加速度和质量的关系时，不是作图像，而是作图像，原因是 。 4．每次打过点的纸带上要及时写上编号，使之与记录的小车和砝码的质量、小桶和砂的质量相对应，防止在分析数据时发生错误。 　　5．作图时应该使所作的直线通过尽可能多的点，不在直线上的点也要尽可能对称地分布在直线的两侧，但如遇个别特别偏离的点可舍去。 6．准备释放小车时，小车应靠近打点计时器，小桶不宜离地面太近。应该在接通电源后再放小车，当小车接近滑轮时用手按住小车。 【交流与讨论】 【例题1】　某实验小组利用图所示的装置探究加速度与力、质量的关系． (1)下列做法正确的是________(填字母代号)． A．调节滑轮的高度，使牵引木块的细绳与长木板保持平行 B．在调节木板倾斜度平衡木块受到的滑动摩擦力时，将装有砝码的砝码桶通过定滑轮拴在木块上 C．实验时，先放开木块再接通打点计时器的电源 D．通过增减木块上的砝码改变质量时，不需要重新调节木板倾斜度 (2)下图是甲、乙两同学根据实验数据画出的图象． 图6 形成图线甲的原因是___