1、,一、實驗?zāi)康?1學(xué)會用控制變量法研究物理規(guī)律 2探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系 3掌握靈活運用圖象處理問題的方法,二、實驗原理 控制變量法：在所研究的問題中，有兩個以上的參量 在發(fā)生牽連變化時，可以控制某個或某些量不變，只研究 其中兩個量之間的變化關(guān)系的方法，這也是物理學(xué)中研究 問題時經(jīng)常采用的方法 本實驗中，研究的參量為F、m和a，可以控制參量m一 定，研究a與F的關(guān)系，也可控制參量F一定，研究a與m的 關(guān)系,三、實驗器材 電磁打點計時器、復(fù)寫紙片和紙帶、一端有定滑輪的 長 木板、小車、小盤、低壓交流電源、天平、砝碼、刻 度 尺、導(dǎo)線,四、實驗操作 1實驗步驟 (1)用天平測出小車和小盤的質(zhì)量

2、M和M，把數(shù)值記錄下來 (2)按照如圖實41所示裝置把實驗器材安裝好，只是不把 懸掛小盤的細線系在小車上(即不給小車加牽引力),(3)平衡摩擦力：在長木板的不帶定滑輪的一端下面墊上一 塊薄木塊，反復(fù)移動薄木塊的位置，直至小車在斜面上 運動時可以保持勻速運動狀態(tài)，這時小車拖著紙帶運動 時受到的摩擦力恰好與小車所受重力在斜面方向上的分 力平衡 (4)把細繩系在小車上并繞過滑輪懸掛小盤，先接通電源再 放開小車打點計時器在紙帶上打下一系列的點，打點 完成后切斷電源，取下紙帶，在打點紙帶上標(biāo)上紙帶號碼,(5)保持小車及車內(nèi)砝碼的質(zhì)量不變，在小盤內(nèi)放入質(zhì)量為 m的砝碼，重復(fù)步驟4.在小盤內(nèi)分別放入質(zhì)量為m

3、， m，的砝碼，再重復(fù)步驟4.m，m，m的數(shù)值 都要記錄在紙帶上(或表格內(nèi)) (6)在每條紙帶上都選取一段比較理想的部分，標(biāo)明計數(shù) 點，測量計數(shù)點間的距離，算出每條紙帶上的加速度 的值 (7)用縱坐標(biāo)表示加速度，橫坐標(biāo)表示力，根據(jù)實驗結(jié)果在 坐標(biāo)平面上畫出相應(yīng)的點若這些點在一條直線上，便 證明了加速度與作用力成正比,(8)保持砝碼和小盤的質(zhì)量不變，在小車上依次加砝碼(也需 作好記錄)，重復(fù)上述步驟，用縱坐標(biāo)表示加速度a，橫坐 標(biāo)表示小車與砝碼的總質(zhì)量的倒數(shù)，在坐標(biāo)平面上根據(jù)實 驗結(jié)果畫出相應(yīng)的點，如果這些點在一條直線上，就證明 加速度與質(zhì)量成反比,2數(shù)據(jù)處理 (1)把小車在不同力作用下產(chǎn)生的加

4、速度填在下表中：,由以上數(shù)據(jù)畫出它的aF關(guān)系圖象如圖實42所示 通過aF關(guān)系圖象，我們可以得出小車的加速度a與力F 成正比,圖實42,(2)把不同質(zhì)量(小車與車內(nèi)砝碼的總質(zhì)量)的小車在相同力作 用下產(chǎn)生的加速度填在下表中：,由以上數(shù)據(jù)畫出它的am圖象及a 圖象，如圖 實43甲、乙所示,圖實43,通過am和a 關(guān)系圖象，我們可以得出小車的加速度a與質(zhì)量m成反比，與質(zhì)量的倒數(shù) 成正比,五、注意事項 1在實驗中，小車所受的摩擦力是造成系統(tǒng)誤差的一個重 要因素減小這種誤差的方法是在長木板的一端墊上小 木塊，使其適當(dāng)傾斜，利用小車重力沿斜面方向的分力 平衡摩擦力 2判斷小車是否做勻速直線運動，一般可目測

5、，必要時可 以打一條紙帶，看上面各點間的距離是否相等,3在本實驗中，由于兩顆小車輪子的靈活程度可能不相 同，所受的摩擦力也可能不相等，平衡摩擦力就有困 難應(yīng)該盡可能選取光滑的長木板進行實驗，以減小 因摩擦而造成的系統(tǒng)誤差 4安裝器材時，要調(diào)整滑輪的高度，使拴小車的細繩與 斜面平行，且連接小車和砝碼盤應(yīng)在平衡摩擦力之后,5為使所作的aF圖象和a 圖象趨于精確，每個圖 都要求至少取5條以上的紙帶取一條紙帶時，要同時 在紙帶上記錄相應(yīng)的小車受的拉力和小車質(zhì)量的數(shù)據(jù)， 并編號填表 6描點作圖時，應(yīng)使盡可能多的點落在直線上，其余的點 均勻分布在直線的兩側(cè)，舍去個別誤差較大的點,7改變小車的質(zhì)量或拉力的大

6、小時，改變量應(yīng)盡可能大 一些，但應(yīng)滿足砝碼盤和盤內(nèi)砝碼的總質(zhì)量遠小于小車 和車上砝碼的總質(zhì)量一般來說，砝碼盤和盤內(nèi)砝碼的 總質(zhì)量不超過小車和車上砝碼總質(zhì)量的10%. 8稱量物體的質(zhì)量時，應(yīng)遵守天平的操作規(guī)則,六、誤差分析 1摩擦力平衡不準(zhǔn)確、質(zhì)量測量不準(zhǔn)確、計數(shù)點間距測 量不準(zhǔn)確、紙帶和細繩不嚴(yán)格與木板平行都會引起誤差 2因?qū)嶒炘聿煌晟圃斐烧`差，本實驗中用小盤和盤中砝 碼的總重力代替小車受到的拉力(實際上小車受到的拉力 要小于小盤和盤中砝碼的總重力)，存在系統(tǒng)誤差,在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實驗中，按實驗要求安裝好器材后，應(yīng)按一定步驟進行實驗，下述操作步驟的安排順序不盡合理，請將合理

7、的順序填寫在下面的橫線上：_(填字母代號),A保持重物的質(zhì)量不變，在小車?yán)锛禹来a，測出加速 度，重復(fù)幾次 B保持小車質(zhì)量不變，改變重物的質(zhì)量，測出加速度， 重復(fù)幾次 C用天平測出小車和重物的質(zhì)量 D平衡摩擦力，使小車近似做勻速直線運動 E掛上重物，放進砝碼，接通打點計時器的電源，放開 小車，在紙帶上打下一系列的點 F根據(jù)測量的數(shù)據(jù)，分別畫出aF和a 圖線,解析利用控制變量法和逐差法分析紙帶求加速度，最后處理實驗數(shù)據(jù)，合理的操作順序應(yīng)為DCEABF或DCEBAF.,答案見解析,(2009江蘇高考)“探究加速度與物體質(zhì)量、物體 受力的關(guān)系”的實驗裝置如圖實44甲所示,圖實44,(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計時器打點的時間間隔為0.02 s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)作出aF的關(guān)系圖象,圖實45,(3)根據(jù)提供的實驗數(shù)據(jù)作出的aF圖線不通過原點 請說明主要原因,解析(1)a m/s2 0.16 m/s2或a m/s20.15 m/s2. (2