《加速度與力、質量的關系》牛頓運動定律PPT
第一部分內容：明確原理
一、實驗目的
1．探究加速度與力、質量的關系．
2．學習用控制變量法探索物理規律．
二、實驗器材
帶定滑輪的木板、薄墊塊、小車、細繩、重物(小鉤碼或沙桶等)、打點計時器、紙帶、交流電源、天平、砝碼、刻度尺．
三、實驗原理與設計
采用控制變量法
1．保持物體質量m不變，探究加速度a與力F的關系．
2．保持物體所受的力相同，探究加速度a與質量m的關系．
實驗設計有一個關鍵點：如何測量小車受到的合外力？常用方法是將木板一端墊高，使小車不拉重物時能勻速運動，此時小車重力沿斜面的分力恰好抵消其所受摩擦力及其他阻力；同時，所掛重物的質量應遠小于小車的質量．在此條件下，對應的重物重力大小便可近似認為等于作用于小車的合外力大?。?/p>
四、實驗步驟
1．將小車置于帶有定滑輪的木板上，將紙帶穿過打點計時器后掛在小車尾部．
2．用薄墊塊將木板一端墊高，調整其傾斜程度，直至小車運動時打點計時器在紙帶上打出的點分布均勻為止．
3．在細繩一端掛上重物，另一端通過定滑輪系在小車前端．注意重物質量應遠小于小車質量．
4．將小車靠近打點計時器后開啟打點計時器，稍后再將小車由靜止釋放．打點計時器在紙帶上打出一系列點，據此計算出小車的加速度．保持小車質量不變，增加重物的質量(重物總質量仍遠小于小車質量)，重復實驗，將小車所受的不同拉力與相應計算出的加速度記錄下來．
5．保持重物不變，增加或減少小車上的砝碼以改變小車的質量，重復實驗，將小車的質量與相應的加速度記錄下來．
五、數據處理
1．物體的質量一定，探究加速度與受力的關系
由表中數據，作出質量m一定時的a－F圖像，并得出結論．
2．物體的受力一定，探究加速度與質量的關系
由表中數據，作出力F不變時，a－1m的圖像，并得出結論．
六、誤差分析
七、注意事項
1．平衡摩擦力時不要掛重物，整個實驗平衡了摩擦力后，不管以后是改變小桶和沙子的質量還是改變小車及砝碼的質量，都不需要重新平衡摩擦力．
2．實驗中必須滿足小車和砝碼的總質量遠大于小桶和沙子的總質量．只有如此，小桶和沙子的總重力才可視為與小車受到的拉力相等．
3．作圖像時，要使盡可能多的點在所作直線上，不在直線上的點應盡可能均勻地分布在所作直線兩側．離直線較遠的點是錯誤數據，可舍去不予考慮．
4．釋放小車時，小車應靠近打點計時器且先接通電源再釋放小車．
... ... ...
加速度與力質量的關系PPT，第二部分內容：典例解讀
實驗原理及操作
用如圖所示的裝置研究在作用力F一定時，小車的加速度a與小車質量m的關系，某位同學設計的實驗步驟如下：
A．用天平稱出小車和重物的質量
B．按圖裝好實驗器材
C．把輕繩系在小車上并繞過定滑輪懸掛重物
D．將電磁打點計時器接在電壓為6 V的蓄電池上，接通電源，放開小車，打點計時器在紙帶上打下一系列點，并在紙帶上標明小車的質量
E．保持重物的質量不變，增加小車上的砝碼個數，并記錄每次增加后的m值，重復上述實驗
F．分析每條紙帶，測量并計算出加速度的值
G．作a－m關系圖像，并由圖像確定a－m關系
(1)該同學漏掉的重要實驗步驟是______________，該步驟應排在________步實驗之后．
(2)在上述步驟中，有錯誤的是________，應把______________改為__________________．
(3)在上述步驟中，處理不恰當的是________，應把____________改為____________．
數據處理及誤差分析
“探究加速度與物體質量、物體受力的關系”的實驗裝置如圖甲所示．
(1)甲實驗小組在平衡小車與桌面之間摩擦力的過程中，打出了一條紙帶如圖乙所示．計時器打點的時間間隔為0.02 s．從比較清晰的點起，每5個點取一個計數點，量出相鄰計數點之間的距離．該小車的加速度a＝________m/s2.(結果保留兩位有效數字)
(2)乙實驗小組設計了如表所示的數據記錄表格，其中質量m表示小車的質量，受力F為細線拉力，表格中符號表示該小組實驗中記錄的部分數據．
若利用1、2、3三組數據探究加速度與受力的關系，則2、3組數據中物體的質量分別為________、________；若利用3、4、5三組數據探究加速度與物體質量的關系，則4、5組數據中物體所受的力分別為________、________．
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