《探究加速度与物体质量、物体受力的关系》实验分析VIP专享VIP免费

《探究加速度与物体质量、物体受力的关系》实验分析《探究加速度与物体质量、物体受力的关系》实验是高考物理实验考查的重点和热点，该实验可从设计实验方法、实验步骤、图象法处理实验数据、误差分析等角度设置问题，考查学生的综合实验能力，下面就本实验做简要分析。（一）基础知识梳理1.实验目的：（1）学会用控制变量法研究物理规律；（2）探究加速度与物体质量、物体受力的关系；（3）掌握运用图象处理问题的方法．2.实验原理探究加速度a与力F、质量M的关系时，应用的基本方法是_控制变量法__，即先控制一个参量——小车的质量M不变，讨论加速度a与力F的关系；再控制小盘和砝码的质量不变，即力F不变，改变小车质量M，讨论加速度a与质量M的关系．3．实验器材：打点计时器、纸带、复写纸（电火花计时器不用此器材）、小车、一端附有定滑轮的长木板、小盘、夹子、细绳、交流电源、导线、天平、刻度尺、砝码、薄木块．5．实验步骤：①用天平测量小盘质量m′和小车质量m；②按照实验装置图把实验器材安装好，但不要把悬挂小盘的细绳系在小车上（即不给小车牵引力）；③平衡摩擦力：在长木板的不带定滑轮的一端下面垫上一块薄木块，使小车匀速下滑；④小盘通过细绳绕过滑轮系于小车上，先接通电源后放开小车，取下纸带编号码；⑤保持小车质量m不变，改变砝码和小盘的质量m′，重复步骤④；⑥在每条纸带上选取一段比较理想的部分，测加速度a；⑦描点作图，作a–F图像；⑧保持砝码和小盘质量m′不变，改变小车质量m，重复步骤④和⑥；作a–m-1图像．6．实验结论：物体的加速度与合外力成正比，与质量成反比．7．误差分析：①因实验原理不完善引起的误差：本实验用小盘和砝码的总重力mg代替小车的拉力，而实际上小车所受的拉力要小于小盘和砝码的总重力．②摩擦力平衡不准确、质量测量不准确、计数点间距测量不准确、纸带和细绳不严格与木板平行等都会引起误差．8．注意事项：①实验方法：控制变量法．②平衡摩擦力：在平衡摩擦力时，不要悬挂小盘，但小车应连着纸带且接通电源．用手给小车一个初速度，如果在纸带上打出的点的间隔是均匀的，表明小车受到的阻力跟它的重力沿斜面向下的分力平衡．③不重复平衡摩擦力：平衡了摩擦力后，不管以后是改变小盘和砝码的总质量还是改变小车和砝码的总质量，都不需要重新平衡摩擦力．④实验条件：m>>m′，只有如此，小盘和砝码的总重力才可视为小车受到的拉力．⑤一先一后一按：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，后放开小车，且应在小车到达滑轮前按住小车．⑥作图：作图时两轴标度比例要适当．各量须采用国际单位．这样作图线时，坐标点间距不至于过密，误差会小些．（二）测量方法梳理一、如何测量小车的加速度1．纸带分析方法(1)利用Δs=aT2，并采用“逐差法”求加速度1(2)用“图像法”求加速度。2．对比分析法实验装置如下图所示，在两条高低不同的导轨上放置两量小车，车的一端连接细绳，细绳的另一端跨过定滑轮挂一个小桶；车的另一端通过细线连接到一个卡口上，它可以同时释放两辆小车。辆车从静止开始做匀加速直线运动，相等时间内通过对位移与它们的加速度成正比，因此实验中不必计算出加速度，可以采用比较位移的方法，比较加速度的大小。例如：(2011·天星调研卷)如图10所示为某同学探究加速度与力和质量关系的实验装置，两个相同质量的小车放在光滑水平板上，前端各系一条细绳，绳的一端跨过定滑轮各挂一个小盘，盘中可放砝码．两小车后端各系一条细绳，一起被夹子夹着使小车静止．打开夹子，两小车同时开始运动；关上夹子，两小车同时停下来，用刻度尺测出两小车的位移，下表是该同学在几次实验中记录的数据．实验次数车号小车质量(g)小盘质量(g)车中砝码质量(g)盘中砝码质量(g)小车位移(cm)1甲50100015乙5010010302甲501001027.5乙50105010143甲50100018乙50101010请回答下述问题：(1)在每一次实验中，甲、乙两车的位移之比等于______之比，请简要说明实验原理________________________________________________________________________；(2)第一次实验是控制了____________不变的...