歡迎進(jìn)入物理課堂 第三章 第2節(jié) 理解教材新知 把握熱點考向 考向一 考向二 應(yīng)用創(chuàng)新演練 隨堂基礎(chǔ)鞏固 一 實驗?zāi)康?1 學(xué)會用控制變量法探究物理規(guī)律 2 探究加速度與力 質(zhì)量的關(guān)系 二 實驗原理1 影響物體加速度的因素物體質(zhì)量相同時 受到的合外力越大 加速度越大 受到的合外力越小 加速度越小 物體所受合外力一定時 質(zhì)量大的物體加速度小 質(zhì)量小的物體加速度大 2 F與a的求法F的求法 小車質(zhì)量越大 則小車所受拉力越接近砝碼的重力 a的求法 在小車上連接紙帶 利用打點計時器在紙帶上打點記錄小車的運(yùn)動情況 通過測量紙帶上的點跡求出加速度的大小 3 探究法 控制變量法加速度a和質(zhì)量m 外力F都有關(guān)系 研究它們之間的關(guān)系時 先保持質(zhì)量不變 測量物體在不同的力的作用下的加速度 分析加速度與力的關(guān)系 再保持物體所受外力不變 測量不同質(zhì)量的物體在該力作用下的加速度 分析加速度與質(zhì)量的關(guān)系 這種先控制某些參量不變 研究另兩個參量之間變化關(guān)系的方法叫控制變量法 三 實驗器材砝碼 一端有定滑輪的長木板 細(xì)繩 紙帶 導(dǎo)線 夾子 小盤 天平 小車 打點計時器 交流電源 刻度尺 四 實驗步驟 1 用天平測出小車和小盤 包括其中砝碼 的質(zhì)量分別為M0 m0 并把數(shù)值記錄下來 2 按圖3 2 1所示將實驗器材安裝好 小車上不系繩 圖3 2 1 3 把長木板無滑輪的一端下面墊一薄木板 以平衡摩擦力 4 將小盤通過細(xì)繩系在小車上 接通電源放開小車 用紙帶記錄小車的運(yùn)動情況 取下紙帶并在紙帶上標(biāo)上號碼及此時所掛小盤的重力m0g 5 保持小車的質(zhì)量不變 改變小盤 包括其中砝碼 的質(zhì)量重復(fù)步驟 4 多做幾次實驗 每次小車從同一位置釋放 并記錄好相應(yīng)紙帶 6 保持小車所受合力不變 在小車上加砝碼 并測出小車和放上砝碼后的總質(zhì)量M1 接通電源放開小車 用紙帶記錄小車的運(yùn)動情況 取下紙帶并在紙帶上標(biāo)上號碼 7 繼續(xù)在小車上加放砝碼 重復(fù)步驟 6 多做幾次實驗 并記錄好相應(yīng)紙帶 五 數(shù)據(jù)處理 1 把小車在不同力作用下產(chǎn)生的加速度填在下表中 圖3 2 2 由以上數(shù)據(jù)畫出它的a F關(guān)系圖像如圖3 2 2所示 通過a F關(guān)系圖像 我們可以得出小車的加速度a與力F成正比 2 把不同質(zhì)量的小車在相同力作用下產(chǎn)生的加速度填在下表中 圖3 2 3 六 注意事項 1 平衡摩擦力時不要掛重物 整個實驗平衡了摩擦力后 不管以后是改變盤和砝碼的質(zhì)量還是改變小車及砝碼的質(zhì)量 都不需要重新平衡摩擦力 2 實驗中必須滿足小車和砝碼的質(zhì)量遠(yuǎn)大于小盤和砝碼的總質(zhì)量 只有如此 砝碼和小盤的總重力才可視為與小車受到的拉力相等 3 各紙帶上的加速度都應(yīng)是該紙帶上的平均加速度 4 作圖像時 要使盡可能多的點在所作直線上 不在直線上的點應(yīng)盡可能地對稱分布在所作直線兩側(cè) 離直線較遠(yuǎn)的點是錯誤數(shù)據(jù) 可舍去不予考慮 5 小車應(yīng)靠近打點計時器 且先接通電源再放手 七 誤差分析 1 質(zhì)量的測量 紙帶上打點計時器打點間隔距離的測量 細(xì)繩或紙帶不與木板平行等都會造成誤差 2 因?qū)嶒炘聿煌晟圃斐烧`差 本實驗中用小盤及砝碼的總重力代替小車受到的拉力 實際上小車受到的拉力要小于小盤及砝碼的總重力 存在系統(tǒng)誤差 小盤及砝碼的總質(zhì)量越接近小車的質(zhì)量 誤差就越大 反之 小盤及砝碼的總質(zhì)量越小于小車的質(zhì)量 誤差就越小 3 平衡摩擦力不準(zhǔn)造成誤差 對實驗原理和步驟的理解 例1 用如圖3 2 4所示的裝置研究在作用力F一定時 小車的加速度a與小車質(zhì)量M的關(guān)系 某位同學(xué)設(shè)計的實驗步驟如下 A 用天平稱出小車和小盤的質(zhì)量 B 按圖安裝好實驗器材 C 把輕繩系在小車上并繞過定滑輪懸掛小盤 圖3 2 4 D 將電火花打點計時器接在220V電壓的直流電源上 接通電源 放開小車 打點計時器在紙帶上打下一系列點 并在紙帶上標(biāo)明小車質(zhì)量 E 保持小盤及盤內(nèi)砝碼的質(zhì)量不變 增加小車上的砝碼個數(shù) 并記錄每次增加后的M值 重復(fù)上述實驗 F 分析每條紙帶 測量并計算出加速度的值 G 作a M關(guān)系圖像 并由圖像確定a M關(guān)系 1 該同學(xué)漏掉的重要實驗步驟是 該步驟應(yīng)排在 步實驗之后 2 在上述步驟中 有錯誤的是 應(yīng)把 改為 3 在上述步驟中 處理不恰當(dāng)?shù)氖?應(yīng)把 改為 用圖像法處理實驗數(shù)據(jù) 例2 探究加速度與物體質(zhì)量 物體受力的關(guān)系 的實驗裝置如圖3 2 5甲所示 圖3 2 5 1 在平衡小車與桌面之間摩擦力的過程中 打出了一條紙帶如圖乙所示 打點計時器打點的時間間隔為0 02s 從比較清晰的點起 每5個點取一個計數(shù)點 量出相鄰計數(shù)點之間的距離 該小車的加速度a m s2 結(jié)果保留兩位有效數(shù)字 2 平衡摩擦力后 將5個相同的砝碼都放在小車上 掛上砝碼盤 然后每次從小車上取一個砝碼添加到砝碼盤中 測量小車的加速度 小車的加速度a與砝碼盤中砝碼總重力F的實驗數(shù)據(jù)如下表 請根據(jù)實驗數(shù)據(jù)在圖3 2 6中作出a F的關(guān)系圖像 圖3 2 6 3 根據(jù)提供的實驗數(shù)據(jù)作出的a F圖線不通過原點 請說明主要原因 2 根據(jù)所給數(shù)據(jù)描點 作出圖像如圖所示 3 小車 砝碼盤和砝碼組成的系統(tǒng)所受合外力為砝碼盤和砝碼的總重力 而表中數(shù)據(jù)漏計了砝碼盤的重力 導(dǎo)致合力F的測量值小于真實值 a F圖像不過原點 答案 1 0 16 0 15也算對 2 見解析圖 3 未計入砝碼盤的重力 同學(xué)們 來學(xué)校和回家的路上要注意安全 同學(xué)們 來學(xué)校和回家的路上要注意安全