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1、,第四章 牛顿运动定律,2 实验：探究加速度与力、质量的关系,【实验目的】 学会用控制变量法探究物理规律全面正确地认识加速度与力、质量的关系 【实验原理】 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
2、余参量之间变化关系，再控制另一个参量不变，研究其余参量之间变化关系的方法叫控制变量法,【实验器材】 砝码、一端有定滑轮的长木板、细线、纸带、导线、夹子、小盘、天平、小车、打点计时器、交流电源、复写纸、刻度尺 【实验步骤】 1测质量 用天平测量小盘的质量m0和小车的质量M0.,2安仪器 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板，反复移动其位置，使小车在不挂小盘和砝码的情况下，能沿木板做匀速直线运动(直到打点计时器打出的纸带上相邻点的间距相等),4测a、F 把小车停在打点计时器处，挂上小盘和砝码，先接通电源，再让小车拖着纸带在木板上匀加速下滑，打出一条纸
3、带计算小盘和砝码的重力，即为小车所受的合外力，由纸带计算出小车的加速度，并把小盘和砝码的重力和对应的加速度记录在表格中 5再重复 改变小盘内砝码的个数，重复步骤4，并多做几次实验,6测a、M 保持小盘内的砝码个数不变，在小车上放上砝码改变小车的质量，让小车在木板上运动打出纸带计算砝码和小车的总质量M，并由纸带计算出小车对应的加速度 7再重复 改变小车上砝码的个数，重复步骤6，所对应的质量和加速度也需记录在表格中,【数据处理】 1把小车在不同力作用下产生的加速度填在表中.,实验数据分析：根据记录的数据，作出a F图象，即在图中描点、连线通过连线可知，在误差允许的范围内，所描绘的各点大致分布在同一
4、条过坐标原点的直线上,2把不同质量的小车在相同力的作用下产生的加速度填在表中.,3实验结论 (1)保持物体质量不变时，物体的加速度a与所受力F成正比 (2)在力F不变时，物体的加速度a与质量M成反比 【误差分析】 1因实验原理不完善造成系统误差实验中用小盘和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和砝码的总重力)，存在系统误差；小盘和砝码的总质量越接近小车的质量，误差就越大；反之，小盘和砝码的总质量越小于小车的质量，误差就越小,2测量、操作不够准确造成偶然误差. (1)质量的测量误差 (2)纸带上打点计时器打点间隔距离的测量误差 (3)拉线或纸带与木板不平行会造成误差 (
5、4)平衡摩擦力不够(或过度)造成的误差，该误差使作出的图线在横轴(或纵轴)上产生截距,【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，不管以后是改变小盘和砝码的质量还是改变小车和砝码的质量，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盘和砝码的总质量,3改变拉力和小车质量后，每次开始时小车应尽量靠近打点计时器，并应先接通电源，再放开小车，且应在小车到达滑轮前按住小车 4作图象时，要使尽可能多的点落在所作直线上，不在直线上的点应尽可能对称分布在所作直线两侧,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：,
6、一、对实验原理和步骤的理解,A用天平称出小车和小桶及其中所装沙子的质量 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沙桶 D将电磁打点计时器接在6 V电压的蓄电池上，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保持小桶及其中沙子的质量不变，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图象，并由图象确定a M关系,(1)该同学漏掉的重要实验步骤是_，该步骤应排在_步骤之后 (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_,在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，利用如图所示的装置 (1)本实验采用的实验方法是_ A控制变量法 B假设法 C理想实验法,二、数据处理和误差分析,(3)某同学测得小车的加速度a和拉力F的数据如下表所示(小车质量保持不变) 根据表中的数据在下图坐标系上作出a F图象 图线不过原点的原因可能是_.,(3)作出的a F图象如图所示 由a F图象可知，当力F0.1 N时，小车没有动，说明此时小车所受的摩擦力没有完全平衡掉 答案：(1)A (2)CD (3)a F图象见解析 未平衡摩擦力或平衡摩擦力不够,谢谢观看！,