2018版高中物理第四章牛顿运动定律2实验:探究加速度与力质量的关系学案新人教版必修12017080.wps
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1、2 2 实验:探究加速度与力、质量的关系 一、实验目的 1学会用控制变量法研究物理规律 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 1探究方法控制变量法 (1)控制小车的质量 M 不变,讨论加速度 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,讨论加速度 a 与 M 的 关系 2要测量的物理量 (1)小车与其上砝码的总质量 M用天平测出 (2)小车受的拉力 F用天平测出小盘和盘内砝码的总质量 m,由 Fmg 算出 (3)小车的加速度 a通过打点计时器打出的纸带测算出 3测量加速度的方案 (1)应用纸带测加速度 在运动物体
2、上安装一条连接打点计时器的纸带,根据纸带上打出的点来测量加速度前面 所述的实验方案就是利用这种方法求取加速度的它是根据在匀变速直线运动中,连续相等的 时间 T 内的位移之差xaT 2求出加速度 (2)应用匀变速运动规律求加速度 如果物体做初速度为零的匀加速直线运动,那么,测量物体加速度最直接的办法就是用刻 2x 度尺测量位移并用秒表测量时间,然后由 a 算出 T 2 (3)应用加速度与位移成正比 2x 由于 a ,如果测出两个初速度为零的匀加速运动在相同时间内发生的位移为 x1、x2, T 2 a1 x1 则位移之比就是加速度之比,即: . a2 x2 三、实验器材 打点计时器、纸带、复写纸、
3、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 1 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 421 将实验器材安装好(小车上不系绳) 图 421 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
4、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/(ms2) 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 物体受到的外力一定,加速度与质量的关系 实验次
5、数 加速度 a/(ms2) 1 小车与砝码总质量 M/kg 小车与砝码总质量的倒数 M 2 /kg1 1 2 3 4 5 二、数据处理 1计算法 a1 F1 a1 M2 测得加速度或加速度之比(等于位移之比)后,通过计算看看是否满足 、 . a2 F2 a2 M1 2图象法 (1)分析加速度和力的关系 依据表格 1,以加速度 a 为纵坐标,以外力 F 为横坐标,作出 aF 关系图象,如图 422 所示,由此得出结论 图 422 (2)分析加速度和质量的关系 1 1 依据表格 2,以加速度 a 为纵坐标,以小车及砝码的总质量 M 或 为横坐标作出 aM 或 a M M 关系图象,如图 423 所
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