《探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系》學(xué)案

3/33.2《探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系》一、實驗?zāi)康?1)學(xué)會用控制變量法探究物理規(guī)律。(2)探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系。二、實驗原理1.影響物體加速度的因素物體質(zhì)量相同時，受到的合外力越大，加速度越大；受到的合外力越小，加速度越小。物體所受合外力一定時，質(zhì)量大的物體加速度小，質(zhì)量小的物體加速度大。2.F與a的求法F的求法：小車質(zhì)量越大，則小車所受拉力越接近砝碼的重力。a的求法：在小車上連接紙帶，利用打點計時器在紙帶上打點記錄小車的運(yùn)動情況，通過測量紙帶上的點跡求出加速度的大小。3.探究法——控制變量法加速度a和質(zhì)量m、外力F都有關(guān)系。研究它們之間的關(guān)系時，先保持質(zhì)量不變，測量物體在不同的力的作用下的加速度，分析加速度與力的關(guān)系；再保持物體所受外力不變，測量不同質(zhì)量的物體在該力作用下的加速度，分析加速度與質(zhì)量的關(guān)系。這種先控制某些參量不變，研究另兩個參量之間變化關(guān)系的方法叫控制變量法。三、實驗器材砝碼，一端有定滑輪的長木板，細(xì)繩，紙帶，導(dǎo)線，夾子，小盤，天平，小車，打點計時器，交流電源，刻度尺。四、實驗步驟(1)用天平測出小車和小盤(包括其中砝碼)的質(zhì)量分別為M0、m0，并把數(shù)值記錄下來。(2)按圖3－2－1所示將實驗器材安裝好(小車上不系繩)。圖3－2－1(3)把長木板無滑輪的一端下面墊一薄木板，以平衡摩擦力。(4)將小盤通過細(xì)繩系在小車上，接通電源放開小車，用紙帶記錄小車的運(yùn)動情況；取下紙帶并在紙帶上標(biāo)上號碼及此時所掛小盤的重力m0g(5)保持小車的質(zhì)量不變，改變小盤(包括其中砝碼)的質(zhì)量重復(fù)步驟(4)多做幾次實驗。每次小車從同一位置釋放，并記錄好相應(yīng)紙帶。(6)保持小車所受合力不變，在小車上加砝碼，并測出小車和放上砝碼后的總質(zhì)量M1，接通電源放開小車，用紙帶記錄小車的運(yùn)動情況，取下紙帶并在紙帶上標(biāo)上號碼。(7)繼續(xù)在小車上加放砝碼，重復(fù)步驟(6)，多做幾次實驗，并記錄好相應(yīng)紙帶。五、數(shù)據(jù)處理(1)把小車在不同力作用下產(chǎn)生的加速度填在下表中：實驗次數(shù)加速度a/(m·s－2)小車受力F/N1234由以上數(shù)據(jù)畫出它的a－F關(guān)系圖像如圖3－2－2所示。圖3－2－2通過a－F關(guān)系圖像，我們可以得出小車的加速度a與力F成正比。(2)把不同質(zhì)量的小車在相同力作用下產(chǎn)生的加速度填在下表中：實驗次數(shù)加速度a/(m·s－2)小車質(zhì)量M/kg1234由以上數(shù)據(jù)畫出它的a－M圖像及a－eq\f(1,M)圖像，如圖3－2－3甲、乙所示。圖3－2－3通過a－M和a－eq\f(1,M)關(guān)系圖像，我們可以得出小車的加速度a與質(zhì)量M成反比，與質(zhì)量的倒數(shù)eq\f(1,M)成正比。六、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，不管以后是改變盤和砝碼的質(zhì)量還是改變小車及砝碼的質(zhì)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質(zhì)量遠(yuǎn)大于小盤和砝碼的總質(zhì)量。只有如此，砝碼和小盤的總重力才可視為與小車受到的拉力相等。(3)各紙帶上的加速度都應(yīng)是該紙帶上的平均加速度。(4)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(yīng)盡可能地對稱分布在所作直線兩側(cè)。離直線較遠(yuǎn)的點是錯誤數(shù)據(jù)，可舍去不予考慮。(5)小車應(yīng)靠近打點計時器，且先接通電源再放手。七、誤差分析(1)質(zhì)量的測量、紙帶上打點計時器打點間隔距離的測量、細(xì)繩或紙帶不與木板平行等都會造成誤差。(2)因?qū)嶒炘聿煌晟圃斐烧`差。本實驗中用小盤及砝碼的總重力代替小車受到的拉力(實際上小車受到的拉力要小于小盤及砝碼的總重