2实验:探究加速度与力、质量的关系
-1- 2 实验:探究加速度与力、质量的关系
2实验探究加速度 Z 知识梳理 Z 重难聚焦 典例透析 与力、质量的关系 HONGNAN JVJIAO 二三「四 、实验目的 1用控制变量法探究加速度与力、质量的关系。即(1)物体的质 量一定时探究加速度与力的关系(2)物体受力一定时探究加速度 与质量的关系。 2学会用图象法处理数据得出结论
-2- 2 实验:探究加速度 与力、质量的关系 ZHISHI SHULI 知识梳理 ZHONGNAN JVJIAO 重难聚焦 DIANLI TOUXI 典例透析 一 二 三 四 一、实验目的 1.用控制变量法探究加速度与力、质量的关系。即(1)物体的质 量一定时,探究加速度与力的关系;(2)物体受力一定时,探究加速度 与质量的关系。 2.学会用图象法处理数据得出结论
2实验探究加速度 Z 知识梳理 Z 重难聚焦 典例透析 与力、质量的关系 HONGNAN JVJIAO 四 、实验器材 打点计时器、纸带及复写纸、低压交流电源、导线、一端带有 定滑轮的长木板、小车、细绳、重物、天平、刻度尺
-3- 2 实验:探究加速度 与力、质量的关系 ZHISHI SHULI 知识梳理 ZHONGNAN JVJIAO 重难聚焦 DIANLI TOUXI 典例透析 一 二 三 四 二、实验器材 打点计时器、纸带及复写纸、低压交流电源、导线、一端带有 定滑轮的长木板、小车、细绳、重物、天平、刻度尺
2实验探究加速度 Z 知识梳理 Z 重难聚焦 典例透析 与力、质量的关系 HONGNAN JVJIAO 国四 三、实验原理 1当研究三个物理量之间的关系时先要保持某个量不变,研究另 外两个量之间的关系,再保持另一个量不变,研究其余两个量之间 的关系然后综合起来得出结论。这种研究问题的方法叫作控制变 量法,这种方法是物理学中研究和处理问题时经常采用的方法。本 节使用的方法就是“控制变量法”。 (1)保持物体的质量不变测量物体在不同外力作用下的加速度, 分析加速度与外力的关系。探究过程中可以采用根据实验数据绘 制图象的方法,也可以采用比较的方法看不同的外力与其产生的 加速度的比值有何关系 (2保持物体所受外力相同测量不同质量的物体在该力作用下的 加速度,分析加速度与质量的关系。探究过程中采用根据实验数据 绘制图象的方法
-4- 2 实验:探究加速度 与力、质量的关系 ZHISHI SHULI 知识梳理 ZHONGNAN JVJIAO 重难聚焦 DIANLI TOUXI 典例透析 一 二 三 四 三、实验原理 1.当研究三个物理量之间的关系时,先要保持某个量不变,研究另 外两个量之间的关系,再保持另一个量不变,研究其余两个量之间 的关系,然后综合起来得出结论。这种研究问题的方法叫作控制变 量法,这种方法是物理学中研究和处理问题时经常采用的方法。本 节使用的方法就是“控制变量法” 。 (1)保持物体的质量不变,测量物体在不同外力作用下的加速度, 分析加速度与外力的关系。探究过程中可以采用根据实验数据绘 制图象的方法,也可以采用比较的方法,看不同的外力与其产生的 加速度的比值有何关系。 (2)保持物体所受外力相同,测量不同质量的物体在该力作用下的 加速度,分析加速度与质量的关系。探究过程中采用根据实验数据 绘制图象的方法
2实验探究加速度 Z 知识梳理 Z 重难聚焦 典例透析 与力、质量的关系 HONGNAN JVJIAO 国四 2本实验要测量的物理量有质量、加速度和力。测量质量用天 平需要研究的是怎样测量加速度和力。 (1)测量加速度的方案采用较多的方案是运用打点计时器在与运 动物体连接的纸带上打点借助纸带上打出的点根据连续相等的 时间间隔7内的位移差相等即Δx=aT2求出加速度。条件许可的情 况下,也可以采用气垫导轨和光电门 由于本实验的目的是探究加速度与力、加速度与质量间的比例 关系,因而也可不测加速度的具体数值,而测不同条件下加速度的 比值。若两物体做初速度为0的匀加速运动由x=at2可得, 物体在相同时间内发生的位移之比就是加速度之比,即 2
-5- 2 实验:探究加速度 与力、质量的关系 ZHISHI SHULI 知识梳理 ZHONGNAN JVJIAO 重难聚焦 DIANLI TOUXI 典例透析 由 x= 1 2 𝑎𝑡2 可得, 物体在相同时间内发生的位移之比就是加速度之比,即 𝑎1 𝑎2 = 𝑥1 𝑥2 。 一 二 三 四 2.本实验要测量的物理量有质量、加速度和力。测量质量用天 平,需要研究的是怎样测量加速度和力。 (1)测量加速度的方案:采用较多的方案是运用打点计时器在与运 动物体连接的纸带上打点,借助纸带上打出的点,根据连续相等的 时间间隔T内的位移差相等即Δx=aT 2求出加速度。条件许可的情 况下,也可以采用气垫导轨和光电门。 由于本实验的目的是探究加速度与力、加速度与质量间的比例 关系,因而也可不测加速度的具体数值,而测不同条件下加速度的 比值。若两物体做初速度为0的匀加速运动
2实验探究加速度 Z 知识梳理 Z 重难聚焦 典例透析 与力、质量的关系 HONGNAN JVJIAO 国四 (2)测量物体所受的外力的方案由于上述测量加速度的方案只能 适用于匀变速直线运动所以我们必须给物体提供一个恒定的外力, 并且要测量这个外力。教材的参考案例提供的外力比较容易测量, 采用这种方法是不错的选择。 以教材提供的实验“参考案例”为例,教材图42-4所示实验装置中 为实验研究对象——小车(连同车内的砝码)提供恒力的是所挂重 物——小盘和砝码。实验中我们认为使小车做匀加速运动的力 与小盘和砝码的重力大小相等。为此,必须满足以下两个实验条件 ①水平板应尽可能光滑,并将木板连接打点计时器一端垫高到 个合适的角度,使连有纸带的小车(未挂小盘在上面轻轻一推便恰 能匀速下滑为止。即用小车重力沿斜面方向的分力平衡摩擦力。 ②在改变物体的质量时,应保持小车与其中砝码的质量远远友 盘与盘中砝码的质量
-6- 2 实验:探究加速度 与力、质量的关系 ZHISHI SHULI 知识梳理 ZHONGNAN JVJIAO 重难聚焦 DIANLI TOUXI 典例透析 一 二 三 四 (2)测量物体所受的外力的方案:由于上述测量加速度的方案只能 适用于匀变速直线运动,所以我们必须给物体提供一个恒定的外力, 并且要测量这个外力。教材的参考案例提供的外力比较容易测量, 采用这种方法是不错的选择。 以教材提供的实验“参考案例”为例,教材图4.2-4所示实验装置中, 为实验研究对象——小车(连同车内的砝码)提供恒力的是所挂重 物——小盘和砝码。实验中我们认为,使小车做匀加速运动的力, 与小盘和砝码的重力大小相等。为此,必须满足以下两个实验条件: ①水平板应尽可能光滑,并将木板连接打点计时器一端垫高到一 个合适的角度,使连有纸带的小车(未挂小盘)在上面轻轻一推便恰 能匀速下滑为止。即用小车重力沿斜面方向的分力平衡摩擦力。 ②在改变物体的质量时,应保持小车与其中砝码的质量远远大于 盘与盘中砝码的质量
2实验探究加速度 Z 知识梳理 Z 重难聚焦 典例透析 与力、质量的关系 HONGNAN JVJIAO 四 四、实验步骤 1用天平测出小车和重物的质量分别为m、m,并把数值记录下来。 2按图将实验器材安装好(小车上不系绳) 细绳 纸带 重 端有定 物企滑轮的长 小车打点计时器 木板 实验台 3平衡摩擦力把木板无滑轮的一端下面垫一薄木块,反复移动 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趣 直线运动为止(所打纸带上相邻点间距相等)
-7- 2 实验:探究加速度 与力、质量的关系 ZHISHI SHULI 知识梳理 ZHONGNAN JVJIAO 重难聚焦 DIANLI TOUXI 典例透析 一 二 三 四 四、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块,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(所打纸带上相邻点间距相等)
2实验探究加速度 Z 知识梳理 Z 重难聚焦 典例透析 与力、质量的关系 HONGNAN JVJIAO 四 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 mo go 5保持小车的质量不变,改变重物的重力重复步骤4,多做几次实 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 陕验次数加速度(m)小车受力FN
-8- 2 实验:探究加速度 与力、质量的关系 ZHISHI SHULI 知识梳理 ZHONGNAN JVJIAO 重难聚焦 DIANLI TOUXI 典例透析 一 二 三 四 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m0 'g。 5.保持小车的质量不变,改变重物的重力,重复步骤4,多做几次实 验,每次小车从同一位置释放,并记录好重物的重力m1 'g、m2 'g…… 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/(m·s-2 ) 小车受力 F/N 1 2 3 4 5
2实验探究加速度 Z 知识梳理 Z 重难聚焦 典例透析 与力、质量的关系 HONGNAN JVJIAO 6保持重物的质量不变,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
-9- 2 实验:探究加速度 与力、质量的关系 ZHISHI SHULI 知识梳理 ZHONGNAN JVJIAO 重难聚焦 DIANLI TOUXI 典例透析 一 二 三 四 6.保持重物的质量不变,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
2实验探究加速度 Z 知识梳理 Z 重难聚焦 典例透析 与力、质量的关系 HONGNAN JVJIAO 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 实验加速度小车与砝码小车与砝码总 次数ms2)总质量mkg质量的倒数/kg-1 m 10-
-10- 2 实验:探究加速度 与力、质量的关系 ZHISHI SHULI 知识梳理 ZHONGNAN JVJIAO 重难聚焦 DIANLI TOUXI 典例透析 一 二 三 四 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 次数 加速度 a /(m·s-2 ) 小车与砝码 总质量 m/kg 小车与砝码总 质量的倒数 1 m /kg − 1 1 2 3 4 5