4.2实验:探究加速度与力、质量的关系
4.2 实验：探究加速度与力、质量的关系
课前导航 图21-1所示是超市中常用的手推车.我们要用同样大小 的力推动它,空车时容易还是装满货物的时候容易?由此, 我们能得出什么结论呢? 在水平面上: 两小车,用力大 则小车运动的距院就大;用刀小,则小车运动的距离就 小.那么物体被加速与什么因素有关呢?我们又能得出什么 结论呢?
课前导航 图21-1所示是超市中常用的手推车．我们要用同样大小 的力推动它，空车时容易还是装满货物的时候容易？由此， 我们能得出什么结论呢？ 图21-1 在水平面上用大小不同的力去推动同一辆小车，用力大， 则小车运动的距离就大；用力小，则小车运动的距离就 小．那么物体被加速与什么因素有关呢？我们又能得出什么 结论呢？
基碰梳理 探究加速度与力的关系时,应保持物体的质量不变, 测量物体在不同的力的作用下的加速度;探究 探究 加速度与质量的关系时,应保持物体所受的力 加速 相同,测量不同质量的物体在该力作用下的加 度与 速度 力质|利用公式a=测量加速度时,小车必须做初速度 量的 为零的匀加速直线运动,测出在相等时间内发 关系 生的位移,位移之比就是加速度之比 加速度与力、质量的关系:物体产生的加速度跟所受 作用力成正比,跟物体质量成反比
基础梳理
知织精板 、控制变量法 1.加速度是表示物体运动状态变化快慢的物理量.根 据事实经验,加速度与物体的质量有关.物体受力一定时, 质量越小,加速度就越大.加速度还与物体受力的大小有关, 物体质量一定时,受力越大,其加速度越大 2.控制变量法:加速度a和质量m、受力F都有关 系.研究它们之间的关系时,先保持质量不变,测量物体在 不同的力的作用下的加速度,分析加速度与力的关系,再保 持物体所受的力相同,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.这种先控制一个参量不 变,研究其余参量之间变化关系的方法叫控制变量法
知识精析 一、控制变量法 1．加速度是表示物体运动状态变化快慢的物理量．根 据事实经验，加速度与物体的质量有关．物体受力一定时， 质量越小，加速度就越大．加速度还与物体受力的大小有关， 物体质量一定时，受力越大，其加速度越大． 2．控制变量法：加速度a和质量m、受力F都有关 系．研究它们之间的关系时，先保持质量不变，测量物体在 不同的力的作用下的加速度，分析加速度与力的关系，再保 持物体所受的力相同，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．这种先控制一个参量不 变，研究其余参量之间变化关系的方法叫控制变量法
二、物体运动的加速度的求法 在物体后安装一条纸带,通过分析打点计 时器在纸带上打下的一系列的点,根据Ax=a72求 出物体运动的加速度 2.根据初速度为零的匀加速运动的规律x=2 a2求加速度,或让两个物体同时由静止开始做匀 加速运动,经过同样的时间再让两物体同时停止运 动,量出两物体的位移x、x2,则:= 2 a
二、物体运动的加速度的求法 1．在物体后安装一条纸带，通过分析打点计 时器在纸带上打下的一系列的点，根据Δx＝aT2 求 出物体运动的加速度． 2．根据初速度为零的匀加速运动的规律x＝ 1 2 at2 求加速度，或让两个物体同时由静止开始做匀 加速运动，经过同样的时间再让两物体同时停止运 动，量出两物体的位移x1、x2，则：x1 x2 ＝ a1 a2
、平衡摩擦力的目的和方法 1.目的:实验中小车要受到摩擦阻力的作用,增加了 实验的难度.垫高水平木板不带滑轮的一端,使小车自身重 力沿斜面的分力平衡摩擦力,这样小车所受拉力即为合力, 提高了实验成功率 2.方法:不挂托盘,使小车拖着纸带,纸带通过打点 计时器,并且使打点计时器处于工作状态,逐渐调节木板的 倾角,使打下的纸带点间距相等,则说明小车做匀速直线运 动,即平衡了摩擦力
三、平衡摩擦力的目的和方法 1．目的：实验中小车要受到摩擦阻力的作用，增加了 实验的难度．垫高水平木板不带滑轮的一端，使小车自身重 力沿斜面的分力平衡摩擦力，这样小车所受拉力即为合力， 提高了实验成功率． 2．方法：不挂托盘，使小车拖着纸带，纸带通过打点 计时器，并且使打点计时器处于工作状态，逐渐调节木板的 倾角，使打下的纸带点间距相等，则说明小车做匀速直线运 动，即平衡了摩擦力．
四、实验注意事项 1.平衡摩擦力时不要挂重物,整个实验平衡了摩擦力 后,不管以后是改变盘和砝码的质量还是改变小车及砝码的 质量,都不需要重新平衡摩擦力 2.实验中必须满足小车和砝码的质量远大于小盘和砝 码的总质量.只有如此,砝码和小盘的总重力才可视为与小 车受到的拉力相等 3.各纸带上的加速度a,都应是该纸带上的平均加速 度 4.作图象时,要使尽可能多的点在所作直线上,不在 直线上的点应尽可能对称分布在所作直线两侧.离直线较远 的点是错误数据,可舍去不予考虑 5.小车应靠近打点计时器且先接通电源再放手
四、实验注意事项 1．平衡摩擦力时不要挂重物，整个实验平衡了摩擦力 后，不管以后是改变盘和砝码的质量还是改变小车及砝码的 质量，都不需要重新平衡摩擦力． 2．实验中必须满足小车和砝码的质量远大于小盘和砝 码的总质量．只有如此，砝码和小盘的总重力才可视为与小 车受到的拉力相等． 3．各纸带上的加速度a，都应是该纸带上的平均加速 度． 4．作图象时，要使尽可能多的点在所作直线上，不在 直线上的点应尽可能对称分布在所作直线两侧．离直线较远 的点是错误数据，可舍去不予考虑． 5．小车应靠近打点计时器且先接通电源再放手．
五、误差分析 质量的测量误差、纸带上打点计时器打点间隔距离 的测量误差,拉线或纸带不与木板平行等都会造成误差 2.因实验原理不完善造成误差:本实验中用小盘及砝 码的总重力代替小车受到的拉力实际上小车受到的拉力要小 于小盘及砝码的总重力),存在系统误差.小盘及砝码的总质 量越接近小车的质量,误差就越大;反之,小盘及砝码的总 质量越小于小车的质量,误差就越小 3.平衡摩擦力不准造成误差:在平衡摩擦力时,除了 不挂小盘外,其他的都跟正式实验一样(比如要挂好纸带、接 通打点计时器),匀速运动的标志是打点计时器打出的纸带上 点的距离相等
五、误差分析 1．质量的测量误差、纸带上打点计时器打点间隔距离 的测量误差，拉线或纸带不与木板平行等都会造成误差． 2．因实验原理不完善造成误差：本实验中用小盘及砝 码的总重力代替小车受到的拉力(实际上小车受到的拉力要小 于小盘及砝码的总重力)，存在系统误差．小盘及砝码的总质 量越接近小车的质量，误差就越大；反之，小盘及砝码的总 质量越小于小车的质量，误差就越小． 3．平衡摩擦力不准造成误差：在平衡摩擦力时，除了 不挂小盘外，其他的都跟正式实验一样(比如要挂好纸带、接 通打点计时器)，匀速运动的标志是打点计时器打出的纸带上 点的距离相等．
方法指是 、探究加速度与质量的关系 例1某同学在实验中保持拉力不变,得到了小车加速 度随质量变化的一组数据,如下表所示 实验加速度 小车与砝码小车与砝码 次数m(ms- 总质量总质量的倒数 nKo 0 0.29 0.20 5.0 2 0.25 0.25 4.0 3 0.22 0.30 3.3 0.18 0.35 2.9 5 0.16 0.40 2.5
方法指导 一、探究加速度与质量的关系 例1 某同学在实验中保持拉力不变，得到了小车加速 度随质量变化的一组数据，如下表所示． 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 m－1 /kg－1 1 0.29 0.20 5.0 2 0.25 0.25 4.0 3 0.22 0.30 3.3 4 0.18 0.35 2.9 5 0.16 0.40 2.5
请你在图21-2甲方格纸中建立合适坐标系并画出能直观反 映出加速度与质量关系的图线 b kt 睡輯 bkd 图21-2甲 解析先确定坐标的含意,再按表格数据描点,最后把 各点连成直线
请你在图21－2甲方格纸中建立合适坐标系并画出能直观反 映出加速度与质量关系的图线． 图21-2甲 解析 先确定坐标的含意，再按表格数据描点，最后把 各点连成直线．