2019版高考物理总复习实验创新增分专题四探究加速度与力质量的关系学案201805173103.wps
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1、实验四 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学会利用图象法处理实验数据的方法。 4学会近似代替法的思想。 二、实验原理 1当质量一定时,研究加速度与合外力的关系 aF 合。 1 2当合外力一定时,研究加速度与质量的关系 a 。 M 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、砝码、夹子、细 绳、低压交流电源、导线、天平(带有一套砝码)、刻度尺。 四、实验步骤 1称量质量:用天平测量小盘的质量 m0和小车的质量 M。 2仪器安装:按照如图所示装置把实验器材安装好,只是不把悬挂小盘的细线系
2、在小车 上(即不给小车牵引力)。 1 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块,使小车在斜面上做 匀速直线运动。 4数据计算和记录 (1)保持小车的质量不变:把小车靠近打点计时器,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。计算小盘和砝码的重力,即为小车所受的 合力,由纸带计算出小车的加速度,并把力和对应的加速度填入表(一)中。改变小盘内砝码的 个数,并多做几次。 (2)保持小盘内的砝码个数不变:在小车上放上砝码改变小车的质量,让小车在木板上滑 动打出纸带。计算砝码和小车的总质量 M,并由纸带计算出小车对应的加速度,并将所对应的 质量和加速
3、度填入表(二)中。改变小车上砝码的个数,并多做几次。 表(一) 实验次数 加速度 a/(ms2) 小车受力 F/N 1 2 3 表(二) 小车和砝码的总 实验 加速度 小车和砝码的 质量 次数 a/(ms2) 总质量 M/kg1 的倒数 /kg1 M 1 2 3 五、数据处理 1计算加速度:先在纸带上标明计数点,测量各计数点间的距离,根据逐差法计算各条 纸带对应的加速度。 2作图象找关系:根据记录的各组对应的加速度 a与小车所受牵引力 F,建立直角坐标 系,描点画 aF图象。如果图象是一条过原点的倾斜直线,便证明加速度与作用力成正比。再 1 根据记录的各组对应的加速度 a与小车和小车上砝码总质
4、量 M,建立直角坐标系,描点画 a M 图象,如果图象是一条过原点的倾斜直线,就证明了加速度与质量成反比。 六、误差分析 1系统误差 2 以小车、小盘和砝码整体为研究对象得 mg(Mm)a 以小车为研究对象得 FMa,求得 M 1 F mg mgmg Mm m 1 M 用 mg 代替 F 这种近似代替思想存在误差,所以实验必须满足 mM 这个条件。 2偶然误差 (1)摩擦力平衡不准确,故在平衡摩擦力时,不给小车牵引力,使打点计时器打出的纸带 点迹间隔均匀。 (2)质量测量以及计数点间距测量不准确,故要采取多次测量取平均值。 (3)作图不准确,故在描点作图时,要用坐标纸,使尽量多的点落在直线上,
5、不在直线上 的点均匀分布两侧,舍去偶然误差较大的点。 七、注意事项 1平衡摩擦力:平衡摩擦力时,要调出一个合适的斜面,使小车的重力沿着斜面方向的 分力正好平衡小车受的摩擦阻力。此时,不要把悬挂小盘的细线系在小车上,即不要给小车加 任何牵引力,要让小车拖着纸带运动。 2实验条件:Mm。只有如此,小盘和砝码的总重力才可视为小车受到的拉力。 3一先一后一按住: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,且应在小车到达定滑轮前按住小车。 4作图:作图时,两坐标轴的比例要适当,要使尽可能多的点落在所作直线上,不在直 线上的点应尽可能对称地分布在所作直线两侧。
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