《加速度与力、质量的关系》牛顿运动定律PPT

《加速度与力、质量的关系》牛顿运动定律PPT

第一部分内容：明确原理

一、实验目的

1．探究加速度与力、质量的关系．

2．学习用控制变量法探索物理规律．

二、实验器材

带定滑轮的木板、薄垫块、小车、细绳、重物(小钩码或沙桶等)、打点计时器、纸带、交流电源、天平、砝码、刻度尺．

三、实验原理与设计

采用控制变量法

1．保持物体质量m不变，探究加速度a与力F的关系．

2．保持物体所受的力相同，探究加速度a与质量m的关系．

实验设计有一个关键点：如何测量小车受到的合外力？常用方法是将木板一端垫高，使小车不拉重物时能匀速运动，此时小车重力沿斜面的分力恰好抵消其所受摩擦力及其他阻力；同时，所挂重物的质量应远小于小车的质量．在此条件下，对应的重物重力大小便可近似认为等于作用于小车的合外力大小．

四、实验步骤

1．将小车置于带有定滑轮的木板上，将纸带穿过打点计时器后挂在小车尾部．

2．用薄垫块将木板一端垫高，调整其倾斜程度，直至小车运动时打点计时器在纸带上打出的点分布均匀为止．

3．在细绳一端挂上重物，另一端通过定滑轮系在小车前端．注意重物质量应远小于小车质量．

4．将小车靠近打点计时器后开启打点计时器，稍后再将小车由静止释放．打点计时器在纸带上打出一系列点，据此计算出小车的加速度．保持小车质量不变，增加重物的质量(重物总质量仍远小于小车质量)，重复实验，将小车所受的不同拉力与相应计算出的加速度记录下来．

5．保持重物不变，增加或减少小车上的砝码以改变小车的质量，重复实验，将小车的质量与相应的加速度记录下来．

五、数据处理

1．物体的质量一定，探究加速度与受力的关系

由表中数据，作出质量m一定时的a－F图像，并得出结论．

2．物体的受力一定，探究加速度与质量的关系

由表中数据，作出力F不变时，a－1m的图像，并得出结论．

六、误差分析

七、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，不管以后是改变小桶和沙子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总质量远大于小桶和沙子的总质量．只有如此，小桶和沙子的总重力才可视为与小车受到的拉力相等．

3．作图像时，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均匀地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．

4．释放小车时，小车应靠近打点计时器且先接通电源再释放小车．

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加速度与力质量的关系PPT，第二部分内容：典例解读

实验原理及操作

用如图所示的装置研究在作用力F一定时，小车的加速度a与小车质量m的关系，某位同学设计的实验步骤如下：

A．用天平称出小车和重物的质量

B．按图装好实验器材

C．把轻绳系在小车上并绕过定滑轮悬挂重物

D．将电磁打点计时器接在电压为6 V的蓄电池上，接通电源，放开小车，打点计时器在纸带上打下一系列点，并在纸带上标明小车的质量

E．保持重物的质量不变，增加小车上的砝码个数，并记录每次增加后的m值，重复上述实验

F．分析每条纸带，测量并计算出加速度的值

G．作a－m关系图像，并由图像确定a－m关系

(1)该同学漏掉的重要实验步骤是______________，该步骤应排在________步实验之后．

(2)在上述步骤中，有错误的是________，应把______________改为__________________．

(3)在上述步骤中，处理不恰当的是________，应把____________改为____________．

数据处理及误差分析

“探究加速度与物体质量、物体受力的关系”的实验装置如图甲所示．

(1)甲实验小组在平衡小车与桌面之间摩擦力的过程中，打出了一条纸带如图乙所示．计时器打点的时间间隔为0.02 s．从比较清晰的点起，每5个点取一个计数点，量出相邻计数点之间的距离．该小车的加速度a＝________m/s2.(结果保留两位有效数字)

(2)乙实验小组设计了如表所示的数据记录表格，其中质量m表示小车的质量，受力F为细线拉力，表格中符号表示该小组实验中记录的部分数据．

若利用1、2、3三组数据探究加速度与受力的关系，则2、3组数据中物体的质量分别为________、________；若利用3、4、5三组数据探究加速度与物体质量的关系，则4、5组数据中物体所受的力分别为________、________．

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