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《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

发布于:2020-05-03 14:13:01

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《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.

... ... ...

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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