2022届高考物理一轮突破实验四探究加速度与物体受力、物体质量的关系

3.0 envi 2024-12-31 4 4 446.53KB 11 页 3知币

侵权投诉

实验四　探究加速度与物体受力、物体质量的关系　　　　　　

实验目的和器材实验原理

实验

目的

1.学会利用控制变量法研究物理规律

2.探究加速度与力、质量的关系

3.学会利用图象法处理实验数据

1.保持质量不变,探究加速度 a

与合外力 F的关系

2.保持合外力不变,探究加速度

a 与质量 M的关系

3.作出 a-F 图象和 a-

❑

图象,确

定a与F、M的关系

实验

器材

一端有定滑轮的长木板、低压交流电

源、复写纸和纸带、小车、小盘、重

物、细绳、电磁打点计时器、天平、

砝码、刻度尺、导线

【实验过程】

1．称量质量：用天平测量小盘的质量 m0和小车的质量 M。

2．仪器安装：按照如图所示装置把实验器材安装好，只是不把悬挂小盘的细绳

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，使小车在

长木板上做匀速直线运动。

4．操作记录：

(1)把细绳系在小车上并绕过滑轮悬挂的小盘，小盘里放砝码，先接通电源再放

开小车，去纸带，编号码。

(2)保持小车的质量 M不变，改变小盘中砝码的重力，重复步骤(1)，由纸带计

算出小车的加速度，并把力和对应的加速度填入表(一)中。

(3)保持小盘和砝码质量 m不变，改变小车和砝码的总质量 M，重复以上步骤，

并将所对应的质量和加速度填入表(二)中。

表(一)

实验次数加速度 a/(m·s－2)小车受力 F/N

表(二)

实验次数加速度 a/(m·s－2)小车和小车上砝码的总质量 M/kg

【数据处理】

(1)利用 Δx＝aT2及逐差法求 a。

(2)以a为纵坐标，F为横坐标，根据各组数据描点，如果这些点在一条过原点

的直线上，如图甲所示，说明 a与F成正比。

(3)以a为纵坐标，为横坐标，描点、连线，如果该线为过原点的直线，如图乙

所示，就能判定 a与M成反比。

【误差分析】

(1)质量的测量、纸带上计数点间距离的测量、细绳或纸带不与木板平行等都会

造成误差。

(2)实验原理不完善引起系统误差。

通过适当的调节，使小车所受的阻力被平衡，当小车做加速运动时，可以得到

a＝g，FT＝mg＝，只有当 M m≫时，才可近似认为小车所受的拉力 FT等于

mg，所以本实验存在系统误差。

(3)平衡摩擦力不准确会造成误差。

【注意事项】

(1)平衡摩擦力的方法：在长木板无滑轮的一端垫上小木块，使其适当倾斜，利

用小车重力沿斜面方向的分力与摩擦力平衡。

(2)判断小车是否做匀速直线运动，一般可目测，必要时可通过打点纸带，看上

面各点间的距离是否均匀。

(3)平衡摩擦力时要注意以下几点

① 平衡摩擦力时不能在细绳的另一端挂小盘。

② 平衡摩擦力必须让小车连上纸带，且让打点计时器处于工作状态。

③平衡摩擦力时可借助纸带上点迹是否均匀来判断。

【实验创新】

验证牛顿第二定律的实验原理为控制变量法，即在物体所受外力不变的前提下，

考查物体的加速度和质量的关系，在物体质量不变的前提下，考查物体所受外

力和加速度的关系，本实验的创新有两个视角：

视角一：不改变实验目的，实验目的仍为探究物体加速度和质量、外力 F的关

系，但改变实验原理[即或者改变外力 F的测量方法(利用传感器等)，或者改变

物体加速度的测量方法(利用光电门等)]。

视角二：不改变实验装置，改变实验目的，分析利用该装置还可以进行什么实

验(如可以测量物体和接触面间的动摩擦因数等)。

教材原型实验

【典例 1】(2020·北京等级考)在“探究加速度与物体受力、物体质量的关系”

实验中，做如下探究：

(1)为猜想加速度与质量的关系，可利用图 1所示装置进行对比实验。两小车放

在水平板上，前端通过钩码牵引，后端各系一条细线，用板擦把两条细线按在

桌上，使小车静止。抬起板擦，小车同时运动，一段时间后按下板擦，小车同

时停下。对比两小车的位移，可知加速度与质量大致成反比。关于实验条件，

下列正确的是__________(选填选项前的字母)。

A.小车质量相同，钩码质量不同

B．小车质量不同，钩码质量相同

C．小车质量不同，钩码质量不同

(2)某同学为了定量验证(1)中得到的初步关系，设计实验并得到小车加速度 a与

质量 M的7组实验数据，如表所示。在图 2所示的坐标纸上已经描好了6组数

据点，请将余下的一组数据描在坐标纸上，并作出 a图象。

次数 1234567

a/(m·s－2)0.62 0.56 0.48 0.40 0.32 0.24 0.15

M/kg 0.25 0.29 0.33 0.40 0.50 0.71 1.00

(3)在探究加速度与力的关系实验之前，需要思考如何测“力”。请在图 3中画

出小车受力的示意图。为了简化“力”的测量，下列说法正确的是________(选

填选项前的字母)。

文档加载中……请稍候！
如果长时间未打开，您也可以点击刷新试试。

下载文档到电脑，查找使用更方便

3 知币 4人已下载

立即下载

2022届高考物理一轮突破实验四探究加速度与物体受力、物体质量的关系.docx

共11页,预览4页

还剩页未读，继续阅读

2022届高考物理一轮突破实验四探究加速度与物体受力、物体质量的关系

相关推荐

开通VIP享超值会员特权

作者详情

相关内容

推荐作者

热门标签

举报选择:

2022届高考物理一轮突破实验四 探究加速度与物体受力、物体质量的关系

相关推荐

开通VIP享超值会员特权

作者详情

相关内容

推荐作者

热门标签

举报选择:

2022届高考物理一轮突破实验四探究加速度与物体受力、物体质量的关系