实验加速和力质量的关系实用教案

1、第1页/共73页第一页，共73页。人有时会突然想结婚，然后就真的结了”。酸枣对我说这句话时我百分之二百相信。部队探亲假结束刚刚回归，才重温完小别重聚后感情的浓烈。前一秒还在机场(jchng)和亲爱的依依惜别，女朋友的眼泪不多不少全部流进我这个糙汉子的心底。好在即将退伍回归，离开汉子帮，回归温柔乡，想到这里恨不得立刻回家拥抱女朋友，倒计时6个月。6个月，可以做很多事。头等大事就是给4年的异地长跑画上圆满句号。不少的积蓄，小房，小车，齐活。结婚！酸枣说到了我的心坎，不是突然想结婚，而是时刻准备着，就差一哆嗦。跟酸枣边聊天边整理行包，衣服上面放着一张叠好的纸，尤丝的笔迹，酸枣不怀好意的凑过来。“哟，

2、你们这浓情蜜意的，嫂子写的啥呀”。刚开口要念，嘴巴似乎被塞住了。白杨，我想了很久，还是分开吧。家里给我介绍了结婚对象，各方面都很好。你总是风里来雨里去，他却很踏实，我心里安稳。我们相处很轻松。这次你专门回来陪我我很开心，在一起的时光实在开不了口，只能选择这样的方式。对不起。我决定半年后就跟他结婚。我和酸枣愣住站了许久，直到酸枣拍拍我的肩膀。“兄弟，你还好吧。”我摆摆手只想先缓第2页/共73页第二页，共73页。第3页/共73页第三页，共73页。第4页/共73页第四页，共73页。第5页/共73页第五页，共73页。第6页/共73页第六页，共73页。第7页/共73页第七页，共73页。第8页/共73页第

3、八页，共73页。第9页/共73页第九页，共73页。第10页/共73页第十页，共73页。第11页/共73页第十一页，共73页。第12页/共73页第十二页，共73页。第13页/共73页第十三页，共73页。第14页/共73页第十四页，共73页。第15页/共73页第十五页，共73页。第16页/共73页第十六页，共73页。第17页/共73页第十七页，共73页。第18页/共73页第十八页，共73页。第19页/共73页第十九页，共73页。第20页/共73页第二十页，共73页。第21页/共73页第二十一页，共73页。第22页/共73页第二十二页，共73页。第23页/共73页第二十三页，共73页。第24页/共7

4、3页第二十四页，共73页。第25页/共73页第二十五页，共73页。第26页/共73页第二十六页，共73页。第27页/共73页第二十七页，共73页。第28页/共73页第二十八页，共73页。第29页/共73页第二十九页，共73页。第30页/共73页第三十页，共73页。第31页/共73页第三十一页，共73页。第32页/共73页第三十二页，共73页。第33页/共73页第三十三页，共73页。第34页/共73页第三十四页，共73页。第35页/共73页第三十五页，共73页。第36页/共73页第三十六页，共73页。 匀变速直线运动的物体都具有恒定加速度（合外力），加速度的大小和方向反映了物体运动速度改变的快慢

5、和方向；加速度与哪些因素有关呢？有什么(shn me)关系呢？第37页/共73页第三十七页，共73页。实验方案：(1)保持研究对象即小车(xioch)的质量不变，改变砂桶内砂的质量，即改变牵引力测出小车(xioch)的对应加速度，用图象法验证加速度是否正比于作用力(2)保持砂桶内砂的质量不变，改变研究对象的质量，即往小车(xioch)内加砝码，用电磁打点计时器测出小车(xioch)的对应加速度，用图象法验证加速度是否反比于质量第38页/共73页第三十八页，共73页。 附有定滑轮的长木板；薄木块；小车；细线；小桶及砂；打点(d din)计时器；低压交流电源；导线；天平(带一套砝码)；砝码；毫米刻

6、度尺；纸带等实验实验(shyn)器材器材第39页/共73页第三十九页，共73页。 (1)用天平测出小车和砂桶的质量M和m，并把数值记录下来 (2)按图331所示，安装实验器材，只是不把悬挂小桶用的细绳系在车上，即不给小车施加牵引力 (3)平衡摩擦力：在长木板的不带定滑轮的一端下面垫薄木块并反复移动其位置（调节高度），直到在打点计时器正常工作(gngzu)后，小车在长木板斜面上可以保持匀速直线运动状态为止实验实验(shyn)步骤步骤第40页/共73页第四十页，共73页。 (4)记录小车内所加砝码的质量，称好砂子后将砂倒入小桶把细绳系在小车上并绕过滑轮悬挂小桶，此 时 要 调 整 定 滑 轮 的

7、高 度 使 绳 与 木 板 平 行(pngxng)，接通电源，放开小车，待打点计时器在纸带上打好点后取下纸带并作好标记 (5)保持小车总质量不变，改变砂的质量(均要用天平称量)，按步骤4中方法打好纸带并标上标记 (6)在每条纸带上都选取一段比较理想的部分，算出加速度的值第41页/共73页第四十一页，共73页。第42页/共73页第四十二页，共73页。注意事项注意事项第43页/共73页第四十三页，共73页。 (3)小车所受的阻力F应包括车受长木板的摩擦(mc)力和打点计时器对车后所拖纸带的摩擦(mc)力。第44页/共73页第四十四页，共73页。 (5)作图象时，要使尽可能多的点在一条直线上，不在直

8、线上的点也要尽可能对称分布在直线的两侧(lin c)，如遇个别偏差较大的点可舍去 (6)准备释放小车时，小车应靠近打点计时器，小桶不宜离地面太近应该在接通电源后再释放小车，当小车接近滑轮时用手按住小车第45页/共73页第四十五页，共73页。 (1)因原理不完善引起的误差 本实验用砂和砂桶的总重力(mM)g代替小车的拉力，而实际上小车所受的拉力要小于砂和砂桶的总重力(Fmg)，这个砂和砂桶的总质量越接近小车和砝码的总质量，误差越大，反之砂和砂桶的总质量越小于小车和砝码的总质量，由此引起的误差就越小因此满足砂和砂桶的总质量m远小于小车和砝码的总质量M的目的就是为了(wi le)减小实验原理不完善而

9、引起的误差此误差可因mM而减小，但不可能消去此误差 (2)因平衡摩擦力不当而引起的误差实验误差实验误差(wch)分析分析第46页/共73页第四十六页，共73页。第47页/共73页第四十七页，共73页。 本节实验可以利用沙与沙桶替代砝码及砝码盘，下图即为某同学安装的实验装置图，在下图所示状态下，开始(kish)做实验，该同学在装置和操作中的主要错误是_ 解析可根据有关实验的原理、 误差原因、结果合理等方面考虑 打点计时器必须用低压交流电； 细线需与木板平行； 小车要靠近打点计时器 答案长木板右端未垫高以平衡摩擦力； 电源不是交流电源； 牵引小车的细线与木板不平行； 开始(kish)实验时，小车离

10、打点计时器太远1实验实验(shyn)操作操作第48页/共73页第四十八页，共73页。 在探究加速度与力、质量的关系的实验中备有下列器材： A打点计时器；B.天平(带砝码)；C.秒表；D.低压直流电源；E.纸带和复写纸；F.导线、细线；G.小车；H.砂和小桶；I.带滑轮的长木板 其中多余的器材是_(填代号(diho)、缺少的器材是_ 解析打点计时器用低压交流电，另外要有刻度尺和砝码不需要秒表 答案C、D缺少的器材有低压交流电源，刻度尺、砝码第49页/共73页第四十九页，共73页。 在“探究加速度与物体质量、物体受力的关系(gun x)”实验中，研究加速度与力的关系(gun x)时得到如图334所

11、示的图象，试分析其原因2数据处理数据处理第50页/共73页第五十页，共73页。 解析在做aF关系实验时，用沙和沙桶重力mg代替了小车所受的拉力F，事实上，砂和砂桶的重力mg与小车所受的拉力F是不相等的这是产生实验系统误差的原因为此，必须根据牛顿第二定律分析mg和F在产生加速度问题(wnt)上存在的差别由图象经过原点知，小车所受的摩擦力已被平衡设小车实际加速度为a，由牛顿第二定律可得：mg(mM)a即amg/(Mm) 本实验视Fmg，则小车的加速度为amg/M.在本实验中，M保持不变， a应与F成正比，而实际加速度a与mg成非线性关系，且m越大，图象斜率越小即加速度a与实际加速度a差值a越大。m

12、取不同值，a不同，m越大，a越大，只有当Mm时，aa，a0，这就是要求该实验必须满足Mm的原因所在 本题误差是由于砂及砂桶质量较大，不能很好满足Mm造成的第51页/共73页第五十一页，共73页。 在做“验证牛顿运动定律”的实验时，计算出各纸带(zh di)的加速度后，将测得的反映加速度a和力F 的关系的有关数据记录在表1中，将测得的反映加速度a和质量M 的关系的有关数据记录在表2中 表1 表2a/ms21.984.065.958.12F/N1.002.003.004.00a/ms22.042.663.233.981/M(kg1)0.500.670.801.00第52页/共73页第五十二页，共7

13、3页。 根据表中所列数据，分别(fnbi)画出aF图象和a1/M图象：第53页/共73页第五十三页，共73页。 分析纠正不少同学在画图(hu t)时常把aF图象和a1/M图象画成折线，原因是没有掌握实验原理，正确解答如下图第54页/共73页第五十四页，共73页。 用下述实验可以探索物体的加速度与物体的质量的关系：取两个质量相同的小车，放在光滑的平面上，小车的一端拴上细绳，跨过定滑轮，下面挂着小盘，盘内放上相同数目的砝码，使两个小车所受绳子的拉力相等小车的另一端也拴上绳子，并用夹子夹住(如图337)在其中一个小车上加放砝码以增大它的质量，事先用天平测量两小车(包括砝码)的质量m1、m2.打开夹子

14、，两小车同时在相等恒定的拉力作用(zuyng)下由静止做匀加速运动，经过一段时间，关上夹子，两小车同时停下测量两小车的位移s1、s2，就可找出两小车的加速度a1、a2与质量m1、m2之间的关系 第55页/共73页第五十五页，共73页。 (1)详细说明确立两小车之间加速度的关系的理论依据 _. (2)为了较准确找出两小车加速度与质量的关系，本实 验要具备什么(shn me)条件？ _. 第56页/共73页第五十六页，共73页。 (3)下面有一组数据是某学生通过(tnggu)上面的实验原理得到的，由此得到两小车的加速度与质量有什么关系？作用力F0.1N次数1234m/kg0.050.100.200

15、.40s/m1.000.510.250.13第57页/共73页第五十七页，共73页。第58页/共73页第五十八页，共73页。在“探究加速度与力、质量之间的关系(gun x)”的实验中，某同学得到如下表格：次数甲车乙车位移s1/cm位移s2/cm拉小车的力F/Na2(s2/s1)a1140.021.01.00.53a1242.230.61.5339.440.12.01.02a1420.524.82.5531.145.23.01.45a1第59页/共73页第五十九页，共73页。 (1)完成表格； (2)在图335中建立坐标系，作出aF图象； (3)根据图象判断，实验(shyn)产生误差的最主要原因

16、是：_.第60页/共73页第六十页，共73页。 解析(ji x)(1)次数甲车乙车位移s1/cm位移s2/cm拉小车的力F/Na2=(s2/s1)a1140.021.01.00.53a1242.230.61.50.73a1339.440.12.01.02a1420.524.82.51.21a1531.145.23.01.45a1第61页/共73页第六十一页，共73页。 (2)描点得图象如图336所示 (3)图象在a轴上有一段正的截距，说明平衡(pnghng)摩擦力时，斜面轨道倾角过大第62页/共73页第六十二页，共73页。第63页/共73页第六十三页，共73页。第64页/共73页第六十四页，共

17、73页。第65页/共73页第六十五页，共73页。第66页/共73页第六十六页，共73页。第67页/共73页第六十七页，共73页。第68页/共73页第六十八页，共73页。第69页/共73页第六十九页，共73页。第70页/共73页第七十页，共73页。例：物理小组在一次探究活动中测量滑块与木板之间的动摩擦因数(ynsh)。实验装置如图，一表面粗糙的木板固定在水平桌面上，一端装有定滑轮；木板上有一滑块，其一端与电磁打点计时器的纸带相连，另一端通过跨过定滑轮的细线与托盘连接。打点计时器使用的交流电源的频率为50 Hz。开始实验时，在托盘中放入适量砝码，滑块开始做匀加速运动，在纸带上打出一系列小点。上图给出的是实验中获取的一条纸带的一部分：0、1、2、3、4、5、6、7是计数点，每相邻两计数点间还有4个打点（图中未标出），计数点间的距离如图所示。根据图中数据计算的加速度a m/s2（保留三位有效数字）。1.40 1.892.402.883.393.884.37单