2016高中物理 第4章 2实验 探究加速度与力、质量的关系课件 新人教版必修1

自 主 学 习 · 基 础 知 识

2合 作 探 究 · 重 难 疑 点

课 时 作 业

一、实验目的 学会用控制变量法探究物理规律.全面正确地认识加速度 与力、质量的关系. 二、实验原理 1.加速度是表示物体运动速度变化快慢的物理量.根据事 实经验，加速度与物体的质量有关.物体受力一定时，质量越 小，加速度就越大.加速度还与物体受力的大小有关，物体质 量一定时，受力越大，其加速度越大.

2.控制变量法：加速度 a和质量m、受力F都有关系.研究 它们之间的关系时，先保持质量不变，测量物体在不同力的作 用下的加速度，分析加速度与力的关系；再保持物体所受的力 相同，测量不同质量的物体在该力作用下的加速度，分析加速 度与质量的关系.这种先控制一个参量不变，研究其余参量之 间变化关系，再控制另一个参量不变，研究其余参量之间变化 关系的方法叫控制变量法.

三、实验器材 砝码，一端有定滑轮的长木板，细线，纸带，导线，夹 子，小盘，天平，小车，打点计时器，交流电源，复写纸，刻 度尺.

一、实验步骤 1.用天平测出小车和重物的质量分别为 M0、m0,并把数 值记录下来.

2.按图 4- 2- 1将实验器材安装好(小车上不系绳 ).

图 4- 2- 1

3.平衡摩擦力，在木板无滑轮的一端下面垫一薄木板，反 复移动其位置，直到打点计时器正常工作后不挂重物的小车在 斜面上做匀速直线运动为止(纸带上相邻点间距相等 ). 4.将重物通过细绳系在小车上，接通电源放开小车，用纸 带记录小车的运动情况；取下纸带并在纸带上标上号码及此时 所挂重物的重力 m0g.

5.保持小车的质量不变，改变所挂重物的重力，重复步骤 4,多做几次实验，每次小车从同一位置释放，并记录好重物的 重力 m1g、 m2g 以及计算出相应纸带的加速度填入表格 1. 表格 1 物体的质量一定，加速度与受力的关系 实验次数 加速度a/(m· s 2) 小车受力 F/N 1 2 3 4 5-

6.保持托盘中所放重物的质量不变，在小车上加放砝码，并 测出小车与所放砝码的总质量 M,接通电源，放开小车，用纸 带记录小车的运动情况，取下纸带并在纸带上标上号码. 7.继续在小车上加放砝码，重复步骤6,多做几次实验， 在每次得到的纸带上标上号码. 8.计算出每次实验所得纸带的加速度值及小车与砝码的总 质量填入表格 2.

表格 2实验 次数 1 2 3 4 5

物体受到的外力一定，加速度与质量的关系小车与砝码 小车与砝码总质 1 量的倒数 /kg- 1 M

加速度a/(m· s-2)

总质量M/kg

实验探究一

原理

步骤

用如图所示的装置研究在作用力 F一定时，小车的 加速度 a与小车质

量 M的关系，某位同学设计的实验步骤如下：

图 4- 2- 2

A.用天平称出小车和小桶及内部所装砂子的质量； B.按图装好实验器材； C.把轻绳系在小车上并绕过定滑轮悬挂砂桶； D.将电磁打点计时器接在 6 V电压的蓄电池上，接通电

源，放开小车，打点计时器在纸带上打下一系列点，并在纸带 上标明小车的质量； E.保持小桶及其中砂子的质量不变，增加小车上的砝码个 数，并记录每次增加后的 M值，重复上述实验；

F.分析每条纸带，测量并计算出加速度的值； G.作 a- M关系图象，并由图象确定 a- M关系. (1)该同学漏掉的重要实验步骤是 ________,该步骤应排在 ________步骤之后. (2)在上述步骤中，有错误的是 ________,应把 ________改 为 ____________. (3)在上述步骤中，处理不恰当的是 ________,应把 ________改为 ________.

【解析】

本题主要考查对实验原理和实验步骤的理解和

分析，实验中把小桶及其中砂子的重力看做与小车所受拉力大 小相等，没有考虑摩擦力，故必须平衡摩擦力.电磁打点计时 器接在6 V电压的蓄电池上将无法工作，必须接在 6 V以下交流 学生电源上.作a-M关系图象，得到的是双曲线，很难作出正 1 确的判断，必须“化曲为直”,改作a- 关系图象. M

【答案】 (2)步骤D (3)步骤G

(1)平衡摩擦力

B 6 V以下交流学生电源

6 V电压的蓄电池 1 a-M a- M

实验探究二

数据处理

本实验的数据处理可以采用计算法和图象法两种方法： 1.计算法 测得加速度或加速度之比(等于位移之比)后，通过计算看看 a1 F1 a1 M2 是否满足 = 、 = . a2 F2 a2 M1