浙江省2019年高考物理總復(fù)習(xí) 第11章 實(shí)驗(yàn) 23.3 實(shí)驗(yàn)（3）探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系課件.ppt

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1、實(shí)驗(yàn)(3):探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系,一、實(shí)驗(yàn)原理圖二、基本實(shí)驗(yàn)要求1.實(shí)驗(yàn)?zāi)康?(1)通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究物體的加速度與它所受的合力、質(zhì)量的定量關(guān)系。(2)學(xué)會(huì)用控制變量法研究物理規(guī)律。(3)學(xué)會(huì)靈活運(yùn)用圖象法處理物理問(wèn)題的方法(化曲為直)。,2.實(shí)驗(yàn)原理:在探究加速度a與合力F及質(zhì)量m的定量關(guān)系時(shí),用到的基本方法是控制變量法,即:(1)保持m一定時(shí),改變物體受力F測(cè)出加速度a,用圖象法研究a與F的關(guān)系;(2)保持F一定時(shí),改變物體質(zhì)量m測(cè)出加速度a,用圖象法研究a與m的關(guān)系。3.實(shí)驗(yàn)器材:小車(chē)、砝碼、小盤(pán)、細(xì)繩、夾子、一端附有定滑輪的長(zhǎng)木板、墊木、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、低壓交流電源、復(fù)寫(xiě)紙、導(dǎo)線兩根、紙帶

2、、天平、刻度尺等。,4.實(shí)驗(yàn)步驟:(1)用天平測(cè)出小車(chē)和盛有砝碼的小盤(pán)的質(zhì)量m和m,把數(shù)據(jù)記錄在表格中。(2)按實(shí)驗(yàn)裝置圖把實(shí)驗(yàn)器材安裝好,使長(zhǎng)木板有滑輪的一端伸出桌面。(3)在長(zhǎng)木板不帶定滑輪的一端下面墊上墊木,通過(guò)前后移動(dòng),來(lái)平衡小車(chē)的摩擦力。(4)把細(xì)線系在小車(chē)上并跨過(guò)定滑輪,此時(shí)要調(diào)節(jié)定滑輪的高度使細(xì)線與木板平行。(5)將小車(chē)放于靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器處,在小盤(pán)里放入適量的砝碼,接通電源,放開(kāi)小車(chē)得到一打好點(diǎn)的紙帶(注意不要讓小車(chē)撞到定滑輪)。(6)保持小車(chē)的質(zhì)量不變,改變砝碼的質(zhì)量,按上面步驟再做多次實(shí)驗(yàn)。,(7)算出每條紙帶加速度的值并記錄在表格中。(8)保持小盤(pán)內(nèi)砝碼質(zhì)量不變,在小車(chē)上放

3、鉤碼改變小車(chē)的質(zhì)量,重復(fù)上面的實(shí)驗(yàn)。把各次實(shí)驗(yàn)中的數(shù)據(jù)填入表內(nèi)。(9)用縱坐標(biāo)表示加速度a、橫坐標(biāo)表示合外力F,即砝碼和小盤(pán)的總重力mg,根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)在坐標(biāo)紙上描出相應(yīng)的點(diǎn),作出a-F圖線。(10)用縱坐標(biāo)表示加速度a、橫坐標(biāo)表示小車(chē)質(zhì)量的倒數(shù),在坐標(biāo)系中根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)描出相應(yīng)的點(diǎn)并作圖線。,5.數(shù)據(jù)處理:(1)求加速度:在每條紙帶上都選取一段比較理想的部分,按照“研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)”實(shí)驗(yàn)中求加速度的方法,計(jì)算出各條紙帶對(duì)應(yīng)的加速度的值。(2)以a為縱坐標(biāo)、F為橫坐標(biāo),根據(jù)各組數(shù)據(jù)描點(diǎn)、連線,如果這些點(diǎn)在一條過(guò)原點(diǎn)的直線上,說(shuō)明a與F成正比。如圖甲所示。(3)以a為縱坐標(biāo)、為橫坐標(biāo),根據(jù)各組數(shù)據(jù)

4、描點(diǎn)、連線,如果這些點(diǎn)在一條過(guò)原點(diǎn)的直線上,說(shuō)明a與m成反比。如圖乙所示。,6.注意事項(xiàng):(1)平衡摩擦力時(shí)不要掛小桶,應(yīng)連著紙帶,且接通電源,判斷小車(chē)是否做勻速直線運(yùn)動(dòng)可以直接觀察,也可以用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶判定(各點(diǎn)間距離相等)。整個(gè)實(shí)驗(yàn)平衡了摩擦力后,不管以后是改變小盤(pán)和砝碼的質(zhì)量,還是改變小車(chē)及鉤碼的質(zhì)量,都不需要重新平衡摩擦力。(2)整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程要確保砝碼和小桶的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車(chē)和砝碼的總質(zhì)量。7.誤差分析:(1)因?qū)嶒?yàn)原理不完善引起誤差:本實(shí)驗(yàn)用小盤(pán)和砝碼的總重力mg代替小車(chē)受到的拉力,而實(shí)際上小車(chē)所受的拉力要小于小盤(pán)和砝碼的總重力。(2)摩擦力平衡不準(zhǔn)確、質(zhì)量測(cè)量不準(zhǔn)確、計(jì)數(shù)點(diǎn)

5、間距測(cè)量不準(zhǔn)確、紙帶和細(xì)繩不嚴(yán)格與木板平行都會(huì)引起誤差。,考點(diǎn)1,考點(diǎn)2,實(shí)驗(yàn)原理和操作典例5(1)我們已經(jīng)知道,物體的加速度a同時(shí)跟合外力F和質(zhì)量m兩個(gè)因素有關(guān),要研究這三個(gè)物理量之間的定量關(guān)系的思想方法是。(2)某同學(xué)的實(shí)驗(yàn)方案如圖所示,她想用砂桶的重力表示小車(chē)受到的合外力F,為了減小這種做法帶來(lái)的實(shí)驗(yàn)誤差,她先做了兩方面的調(diào)整措施:,考點(diǎn)1,考點(diǎn)2,a.用小木塊將長(zhǎng)木板無(wú)滑輪的一端墊高,目的是。b.使砂桶的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車(chē)的質(zhì)量,目的是使拉小車(chē)的力近似等于。(3)該同學(xué)利用實(shí)驗(yàn)中打出的紙帶求加速度時(shí),處理方案有兩種:,兩種方案中,你認(rèn)為選擇方案比較合理。,答案,解析,考點(diǎn)1,考點(diǎn)2,數(shù)據(jù)處

6、理與誤差分析典例6(1)用電火花計(jì)時(shí)器記錄紙帶運(yùn)動(dòng)的時(shí)間,電火花計(jì)時(shí)器所用電源的頻率為50Hz,如圖為小車(chē)帶動(dòng)的紙帶上記錄的一些點(diǎn),在每相鄰兩點(diǎn)間都有四個(gè)點(diǎn)未畫(huà)出,從紙帶上測(cè)出x1=3.20cm,x2=4.74cm,x3=6.40cm,x4=8.02cm,x5=9.64cm,x6=11.28cm,x7=12.84cm。該小車(chē)的加速度a=。(結(jié)果保留三位有效數(shù)字),考點(diǎn)1,考點(diǎn)2,(2)在保持小車(chē)及車(chē)中的砝碼質(zhì)量m1一定,探究加速度與所受合外力的關(guān)系時(shí),由于平衡摩擦力時(shí)操作不當(dāng),兩位同學(xué)得到的a-F關(guān)系分別如圖中的甲、乙所示(a是小車(chē)的加速度,F是細(xì)線作用于小車(chē)的拉力)。其原因分別是:甲圖:;乙圖:。,答案,解析,考點(diǎn)1,考點(diǎn)2,典例7如圖甲所示,某同學(xué)將力傳感器固定在小車(chē)上,然后把繩的一端固定在傳感器拉鉤上,用來(lái)測(cè)量繩對(duì)小車(chē)的拉力,探究在小車(chē)及傳感器總質(zhì)量不變時(shí)加速度跟它們所受拉力的關(guān)系,根據(jù)所測(cè)數(shù)據(jù)在坐標(biāo)系中作出了如圖乙所示的a-F圖象。,甲乙(1)本實(shí)驗(yàn)中是否仍需要砂和桶的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車(chē)和傳感器的總質(zhì)量。(選填“是”或“否”)。(2)由圖象求出小車(chē)和傳感器的總質(zhì)量為kg。,答案,解析,