物理必修12 实验：探究加速度与力、质量的关系评优课课件ppt

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生活经验：用大的力推物体，物体会获得大的加速度；而用小的力推相同的物体，物体会获得小的加速度。
加速度和力之间存在什么样的关系呢？
牛顿第一定律：一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态。
加速度a 可能与F和m有怎样的关系?
注意：这里的力指的是物体所受的合力
物体的加速度a与所受到的合外力F、物体质量m有怎样的定量关系？
研究方法：控制变量法保持m不变，改变F，研究a 与F的关系; 保持F不变，改变m，研究a与m的关系。
2.如何由实验得出结论?
1.怎么设计这个实验?
数据处理：m不变时，a与F关系；F不变时，a与m关系。
a与x成正比,用x比较a的大小
打点计时器，纸带及复写纸，小车，一端附有滑轮的长木板，小盘和砝码，细绳，低压交流电源，导线，天平，刻度尺．
1.用天平测出小车的质量。
2.安装好实验装置，在小车上装好纸带，纸带另一端穿过计时器限位孔，调整木板倾斜程度，平衡摩擦力。
3.控制小车质量不变，用细线将钩码与小车相连（钩码质量远小于小车质量），打开打点计时器，释放小车，测出一组数据。
4.改变钩码质量，多测几组数据。
5.控制钩码质量不变，改变小车质量，再测几组数据。
◆．实验设计:方案一：用打点计时器探究
研究对象，可用天平称其质量M.
打点计时器：测量小车运动过程中的加速度a.
砝码盘和砝码：重力mg提供拉力
当M >>m时，可近似认为小车所受的拉力F等于mg.
演示实验1：探究加速度a与力F的关系
0.10 0.146
0.20 0.302
0.30 0.428
0.40 0.592
0.50 0.751
如何更直观地处理数据？
1．实验数据的记录处理：M一定，a与F关系
结论：M一定时， a∝F
演示实验2：探究加速度a与质量m的关系
2．实验数据的记录处理：F一定，a与 M的关系
结论：F一定时， a∝1/M
方案二:利用气垫导轨来探究
由于两小同时启动、同时停止,故运动时间相等(Ｖ０＝０；ｔ相同时)
让两小车的质量相同m1=m2，两托盘钩码的个数不同 (F1≠F2) 。
探究a与 F的关系时
让两托盘钩码的个数相同(F1=F2) 两小车的质量不同m1≠m2 。
在相同的时间内，两小车移动的距离分别为:
a1/ a2 = x1/x2
测量出 x1 、x2
1. 控制 m 不变，探究 a 与 F 的关系。
2. 同理，控制 F 相同，探究 a与 m 的关系。
◆误差分析.M一定，a与F的关系；
结论：在M一定时，a与F成正比；
思考1：该图像斜率的物理意义；
思考2：如图粉颜色图线是由于原因导致的？
思考3：如图蓝颜色图线是由于原因导致的？
结论：没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不充分（木板的倾角过小）
结论：平衡摩擦力过度；
◆误差分析: （系统误差 OR 偶然误差）
①平衡摩擦力过度②没有平衡摩擦力或木板的倾角过小
2、实验数据明显不共线——弯曲图线
①轨道粗糙程度不均匀②砂桶总质量没有远小于小车质量
§证明：当m