高中物理第四章牛顿运动定律4.2实验：探究加速度与力质量的关系课件新人教版必修1

力，以减小实验误差，称为平衡摩擦力法； (2)在探究加速 度、力与质量三者关系时，先保持其中一个量不变，来探究 其他两个量之间的关系，称为控制变量法； (3)当小车质量 M 车≫m 沙时，细绳对小车的拉力大小近似等于沙及桶的总 重力 m 沙 g，称为近似法；(4)通过图象研究实验的结果，称 1 为图象法； (5)在作图时， 由 a－M 车图象转化为 a－ 图象， M车 使图线由曲线转化为直线，称为化曲为直法。
(4)实验数据处理的科学方法：__________________； 1 (5)由 a－M 车图象转化为 a－ 图象，所用的科学方法： M车 __________。 (以上各题均选填“理想实验法”、“图象法”、“平衡摩 擦力法”、 “化曲为直法”、 “控制变量法”或“近似法”)
解析
由于小车运动受到摩擦阻力，所以要进行平衡摩擦
答案
(1)平衡摩擦力法
(2)控制变量法
(3)近似法
(4)图象法
(5)化曲为直法
要点二
数据处理和误差分析
[例2] 某同学设计了一个探究加速度a与物体所受合力F及质量
m 的关系的实验，如图 1 所示，图甲为实验装置简图 ( 交流 电的频率为50 Hz)。
图1 (1)图乙为某次实验得到的纸带，根据纸带可求出小车的加 速度大小为__________m/s2(保留两位有效数字)。
力。小盘和砝码的总质量越接近于小车的质量，误差越
大；反之，小盘和砝码的总质量越小于小车的质量，由此 引起的误差就越小。因此，满足小盘和砝码的总质量远小 于小车的质量的目的就是为了减小因实验原理不完善而引 起的误差。 2．偶然误差：摩擦力平衡不准确、质量测量不准确、计数点 间距测量不准确、纸带和细绳不严格与木板平行都会引起 误差。
4．测a、F
(1)把小车停在打点计时器处，挂上小盘和砝码，先接通电 源，再让小车拖着纸带在木板上匀加速下滑，打出一条纸 带，纸带记录了小车的运动情况，取下纸带并在纸带上标 上号码及此时所挂小盘和砝码的总重力mg。 (2)保持小车的质量不变，改变小盘中砝码的质量，重复步 骤(1)，多做几次实验，并记录好相应纸带的编号及所挂小 盘和砝码的总重力m2g、m3g„
(2)保持沙和沙桶质量不变，改变小车质量 m，分别得到小 1 车加速度 a 与质量 m 及对应的m数据如下表： 物理量实验次数 小车加速度 a/(m· s－2) 1 2 3 4 5 6 7 8
1.90 1.72 1.49 1.25 1.00 0.75 0.50 0.30
预习完成后，请把你疑惑的问题记录在下面的表格中 问题1 问题2 问题3
要点一
实验原理和实验方法
[例1] 在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，渗透了
研究问题的多种科学方法：
(1)实验环境的等效法：_______________________； (2)实验条件设计的科学方法：___________________； (3) 实验原理的简化： _______________________ ，即当小 车质量 M 车≫m沙 时，细绳对小车的拉力大小近似等于沙及 桶的总重力m沙g；
七、注意事项 1．平衡摩擦力时不要挂重物，整个实验平衡了摩擦力后。不 管以后是改变小盘和砝码的质量还是改变小车及砝码的质
量，都不需要重新平衡摩擦力。
2．实验中必须满足小车和砝码的总质量远大于小盘和砝码的 总质量。 3．改变拉力和小车质量后，每次开始时小车应尽量靠近打点 计时器，并应先接通电源，再放开小车，且应在小车到达 滑轮前按住小车。 4．作图象时，要使尽可能多的点在所作直线上，不在直线上 的点应尽可能对称分布在所作直线两侧。
第2节Βιβλιοθήκη 实验：探究加速度与力、质量的关系
一、实验目的 1．学会用控制变量法探究物理规律。
2．探究加速度与力、质量的关系。
3．掌握利用图象处理数据的方法。
二、实验原理 采用控制变量法，在探究加速度与力、质量三者关系时，
先让其中一个量保持不变来探究其他两个量之间的关系。
1．控制小车的质量M不变，分析加速度a与力F的关系。 2 ．控制砝码和小盘的质量不变，即力 F不变，改变小车的质 量M，分析加速度a与M的关系。
5．测 a、M (1)保持小车所受的合外力不变，在小车上加钩码，接通电 源后放开小车，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小车和钩码的总质量 M1。 (2)继续在小车上增加钩码，重复步骤 (1)，多做几次实验， 在每次实验得到的纸带上标上号码及小车和钩码的总质量 M2、M3„ 2x 6．用公式 Δx＝aT 或 a＝ 2 求得小车的加速度 a，将得到的数 T
2
据填入相应表格中，以便进行数据验证。
五、数据处理 1．把小车在不同力作用下产生的加速度填在表中： 物理量 作用力 F 加速度 a 以 a 为纵坐标、F 为横坐标，根据数据作 a－F 图象，用曲线 拟合测量点，找出规律，分析 a 与 F 的关系。 1 2 3 4 5 6
2．把不同质量的小车(小车和钩码)在相同力的作用下产生的加 速度大小填在表中： 物理量 质量 M 1 M 加速度 a 1 2 3 4 5 6
1 分别以 a 为纵坐标、M 和M为横坐标，根据数据作 a－M 图 1 象和 a－M图象，分析 a 与 M 的关系。
3．实验结论 (1) 保持物体质量不变时，物体的加速度 a 与所受力 F 成正
比。
(2)在力F不变时，物体的加速度a与质量M成反比。
六、误差分析 1．系统误差：本实验用小盘和砝码的总重力mg代替小车的拉 力，而实际上小车所受的拉力要小于小盘和砝码的总重
三、实验器材
打点计时器、纸带、复写纸片、小车、一端附有定滑轮的
长木板、小盘、重物、夹子、细绳、交流电源、导线、天 平(带有一套砝码)、刻度尺。 四、实验步骤 1．测质量：用天平测量小盘的质量m0和小车的质量M0。
2 ．安装器材：按如图所示将实验器材安装好 ( 小车上不系
绳 )。
3．平衡摩擦力：把木板无滑轮的一端下面垫一薄木板，反复 移动其位置，使小车在不挂小盘和砝码的情况下，能沿木 板做匀速直线运动(纸带上相邻点的间距相等)。