第四章2实验探究加速度与力、质量的关系

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,#,2,实验：探究加速度与力、质量的关系,加速度,质量,1物体运动状态变化的快慢，也就是物体_的大小，,与物体的_有关，还与_的大小有关,2探究加速度与力的关系的基本思路：,物体受力,保持物体的质量不变，测量物体在_ 的作用下的,_，分析_ 与_ 的关系，如果,a,与,F,成,_比，则,a,F,图象是一条过_,不同的力,加速度,加速度,力,正,原点的直线,3探究,加,加速度,与,与质量,的,的关系,的,的基本,思,思路：,保持物,体,体所受,的,的力相,同,同，测,量,量_,_,_,_,_的物体,在,在该力,作,作用,下的_,_,_,_,_，分析_,_,_,_,_与_,_,_,_,_的关系,如果,a,与,m,过_,_,_,_,_,_,_,_,_,_,_,不同质,量,量,加速度,加速度,质量,正比,原点的,直,直线,4在“,探,探究加,速,速度与,力,力、质,量,量的关,系,系”这,一,一实验,中,中，有,两,两,位同学,通,通过测,量,量，分,别,别作出,a,F,图象，,如,如图421甲、乙,中,中,的,A,、,B,线所示,，,，试分,析,析：,图421,(1),A,线不通,过,过坐标,原,原点的,原,原因是,：,：_,_,_,_,_,_,_,_,_,_,_,_,_；,(2),B,线不通,过,过坐标,原,原点的,原,原因是,：,：_,_,_,_,_,_,_,_,_,_,_,_,_.,解析：(1),A,线在,F,轴上有,一,一定的,截,截距，,表,表明,F,达到一,定,定的,值后小,车,车才开,始,始有加,速,速度，,这,这是没,有,有平衡摩擦,力,力，或,平,平衡摩,擦,擦,力不够,引,引起的,(2),B,线在,a,轴上有,一,一定的,截,截距，,表,表明,F,为0即不加,F,时小,车已经,有,有了一,定,定的加,速,速度，,这,这是平,衡,衡摩擦,力,力时木,板,板倾角,太大，,即平衡,摩,摩擦力,过,过度引,起,起的,答案：没平衡,摩,摩擦力,或,或平衡,摩,摩擦力,不,不够,平衡摩,擦,擦力过,度,度,5关于,物,物体运,动,动状态,的,的改变,，,，下列,说,说法中,正,正确的,是,是(,),A.物体运,动,动的速,率,率不变,，,，其运,动,动状态,就,就不变,D,B.物体运,动,动的加,速,速度不,变,变，其,运,运动状,态,态就不,变,变,C.物体运,动,动状态,的,的改变,包,包括两,种,种情况,：,：一是,由,由静止,到,到运动,，,，,二是由,运,运动到,静,静止,D.物体的,运,运动速,度,度不变,，,，我们,就,就说它,的,的运动,状,状态不,变,变,解析：速率不,变,变，只,是,是速度,的,的大小不变,，,，方向,可,可能改,变,变，,A错；加,速,速度不,变,变，速,度,度在改,变,变，运,动,动状态,改,改变，B错；速,度,度,改变，,运,运动状,态,态就改,变,变，C错,探究加,速,速度与,力,力、质,量,量的关,系,系,【实验目,的,的】,(1)了解如,何,何描述,物,物体的,运,运动状,态,态，明,确,确物体,运,运动状,态,态的改,变必有,加,加速度,(2)掌握控,制,制变量,法,法,(3)理解加,速,速度和,力,力、质,量,量的关,系,系，并,知,知道得,出,出这个,关,关系的,实验思,想,想和实,验,验方法,【实验原,理,理】,(1)控制变,量,量法,控制某,些,些参量,使,使之不,变,变，而,研,研究其,中,中两个,参,参量之,间,间的变,化,化,关系的,方,方法，,是,是物理,实,实验中,经,经常采,取,取的一,种,种方法,本实,验,验有,F,、,m,、,a,三个参,量,量，研,究,究加速,度,度,a,与,F,及,m,的关系,时,时，应,先,先控制,一个参,量,量不变,，,，研究,另,另外两,个,个参量,之,之间的,关,关系,在,在该实,验,验中要,求先控,制,制小车,的,的质量,m,不变，,改,改变小,车,车所受,的,的拉力,F,，讨论,a,与,F,的关系,；,；再控,制,制小车,所,所受的,拉,拉力,F,不变，,改,改变小,车,车的质,量,量,m,，讨论,a,与,m,的关系,(2)要测量,的,的物理,量,量,小车,与,与其上,面,面砝码,的,的总质,量,量,m,；,小车,受,受的拉,力,力,F,(用天平,测,测出小,盘,盘和盘内砝码,的,的总质,量,量,m,，由,F,m,g,算出)；,小车,的,的加速,度,度,a,(通过打,点,点计时,器,器打出,的,的纸带,测,测算出),(3)测量(或比较)物体的,加,加速度,直接,测,测量法,：,：对初,速,速度为,零,零的匀,加,加速直,线,线运动,，,，可以,用,用,以在运,动,动物体,上,上安装,一,一条打,点,点计时,器,器的纸,带,带，根,据,据纸带,上,上打出,的点来,测,测量加,速,速度,比较,法,法：因,为,为探究,的,的是加,速,速度与,其,其他量,之,之间的,比,比例关,系,系，,因此，,测,测量不,同,同情况,下,下(即不同,受,受力时,、,、不同,质,质量时)物体加,速,速,度的比,值,值，就,可,可以了,【实验器,材,材】,打点计,时,时器、,纸,纸带及,复,复写纸,、,、小车,、,、一端,附,附有定,滑,滑轮的,长,长,木板、,小,小盘和,砝,砝码、,细,细绳、,低,低压交,流,流电源,、,、天平(带有一,套,套砝码)、,刻度尺,【实验步,骤,骤】,(1)用天平,测,测出小,车,车和重,物,物的质,量,量分别,为,为,m,、,m,，并把,数,数,值记录,下,下来,(2)按图422将实验,器,器材安,装,装好(小车上,不,不系绳),图422,(3)平衡摩,擦,擦力，,把,把木板,无,无滑轮,的,的一端,下,下面垫,一,一薄木,板,板，反,复移动,其,其位置,，,，直到,打,打点计,时,时器正,常,常工作,后,后不挂,重,重物的,小,小车在,斜面上,做,做匀速,直,直线运,动,动为止(纸带上,相,相邻点,间,间距相,等,等),(4)将重物,通,通过细,绳,绳系在,小,小车上,，,，接通,电,电源放,开,开小车,，,，用纸,带记录,小,小车的,运,运动情,况,况；取,下,下纸带,并,并在纸,带,带上标,上,上号码,及,及此时,所挂重,物,物的重,力,力,m,g,.,(5)保持小,车,车的质,量,量不变,，,，改变,所,所挂重,物,物的重,力,力，重,复,复步骤,(4)，多做,几,几次实,验,验，每,次,次小车,从,从同一,位,位置释,放,放，并,记,记录好,相,相应,纸带及,重,重物的,重,重力,m,1,g,，,m,2,g,，.,(6)保持小,车,车所受,合,合外力,不,不变，,在,在小车,上,上放砝,码,码，并,测,测出小,车与所,放,放砝码,的,的总质,量,量,m,，接通,电,电源，,放,放开小,车,车用纸,带,带记录,小,小,车的运,动,动情况,，,，取下,纸,纸带并,在,在纸带,上,上标上,号,号码,(7)继续在,小,小车上,放,放砝码,，,，重复,步,步骤(6)，多做,几,几次实,验,验，在,每次得,到,到的纸,带,带上标,上,上号码,实验序号,加速度,a,/(ms,-2,),小车受力,F,/N,1,2,3,【数据处,理,理】,(1)质量一,定,定，加,速,速度与,受,受力的,关,关系.,由表中,数,数据，,作,作出,a,F,图象,(2)物体的,受,受力一,定,定，加,速,速度与,质,质量的,关,关系.,实验序号,加速度,a,/(ms,-2,),小车质量,m,/kg,1,2,3,(3)结论,受力,正比,a,F,a,F,图象是一条过,原,原点的,斜,斜线，,即,即当质,量,量一定,时,时，物,体,体,的加速,度,度与_,_,_,_,_成_,_,_,_,_表达,式,式为_,_,_,_,_,时，其,加,加速度,与,与_,_,_,_,_成_,_,_,_,_表达,式,式为_,_,_,_,_,【误差分,析,析】,质量,反比,a,1,m,(1)小车质,量,量,m,应比重,物,物的质,量,量,m,大得多,，,，两者,差,差距越,小,小，,所得图,象,象越差,(2)夹口的,密,密合性,能,能是造,成,成误差,的,的原因,之,之一,由,由于小,车,车的质,量和速,度,度较大,，,，夹子,不,不易夹,住,住小车,的,的后拖,线,线；有,些,些时候,夹,夹子夹,住一根,拖,拖线，,而,而另一,根,根未被,夹,夹住，,对,对应小,车,车仍向,前,前运动,，,，这些,都是造,成,成位移,误,误差的,原,原因,(3)小车运,动,动停止,时,时不能,与,与定滑,轮,轮相碰,，,，如果,小,小车碰,到,到定滑,轮才松,手,手让夹,子,子夹住,拖,拖线，,则,则与定,滑,滑轮相,碰,碰的小,车,车位移,偏,偏小，,产生误,差,差,(4)两个图,象,象问题,A如出,现,现图423中的,直,直线，,说,说明平,衡摩擦,力,力时，,平,平衡过,度,度了，,即,即拉力,F,0时，,已产生,加,加速度,，,，其加,速,速度是,由,由多余,重,重力的,分,分,力造成,的,的,B图中,的直,线,线，说,明,明平衡,摩,摩擦力,不,不够，,因,因为拉,力,力为,F,0,时才产,生,生加速,度,度,图423,【例1】做“探究加,速,速度与,力,力、质,量,量的关,系,系”的,实,实验，,主,主,要的步,骤,骤有：,A将一,端,端附有,定,定滑轮,的,的长木,板,板放在,水,水平桌,面,面上，,取,取两个,质量相,等,等的小,车,车，放,在,在光滑,的,的水平,长,长木板,上,上,B打开,夹,夹子，,让,让两个,小,小车同,时,时从静,止,止开始,运,运动，,小,小车运,动一段,距,距离后,，,，夹上,夹,夹子，,让,让它们,同,同时停,下,下来，,用,用刻度,尺,尺分别,测出两,个,个小车,在,在这一,段,段相同,时,时间内,通,通过的,位,位移大,小,小,C分析,所,所得到,的,的两个,小,小车在,相,相同时,间,间内通,过,过的位,移,移大小,与小车,所,所受的,水,水平拉,力,力的大,小,小的关,系,系，从,而,而得到,质,质量相,等,等的物,体运动,的,的加速,度,度与物,体,体所受,作,作用力,大,大小的,关,关系,D在小,车,车的后,端,端也分,别,别系上,细,细绳，,用,用一只,夹,夹子夹,住,住这两,根细绳,E在小,车,车的前,端,端分别,系,系上细,绳,绳，绳,的,的另一,端,端跨过,定,定滑轮,各,各,挂一个,小,小盘，,盘,盘内分,别,别放着,数,数目不,等,等的砝,码,码，使,砝,砝码盘,和,和盘内,砝码的,总,总质量,远,远小于,小,小车的,质,质量，,分,分别用,天,天平测,出,出两个,砝,砝码盘,和盘内,砝,砝码的,总,总质量,上述实,验,验步骤,，,，正确,的,的排列,顺,顺序是_,_,_,_,_,_,_,解析：本题考,查,查的是,实,实验步,骤,骤，对,于,于实验,的,的一些,常,常识，,必,必,须牢记,于,于心，,结,结合本,实,实验步,骤,骤，不,难,难排列,出,出正确,的,的顺序,答案：AEDBC,F,/N,0.20,0.30,0.40,0.50,0.60,a,/(ms,-2,),0.10,0.20,0.28,0.40,0.52,【例2】在质量一定，研,究,究加速,度,度与力,的,的关系,时,时，某,同,同学,根据精,确,确的测,量,量，记,录,录数据,如,如下表,：,：,(1)根据表,中,中的数,据,据在图424所示坐,标,标系中,作,作出,a,F,图象,(2)图线不,过,过原点,的,的原因,可,可能是_,_,_,_,_,_,_,_,_,_,_,_,_,图424,解析：(1),a,F,图象如,图,图425所示,(2)未平衡,摩,摩擦力,或,或平衡,摩,摩擦力,不,不够；,由,由,a,F,图象可,知,知，,当力,F,0.1