湖南省2011届高考物理一轮复习：《实验：探究加速度与力、质量的关系》.ppt

湖南长郡卫星远程学校 制作06 2009年下学期 实验：探究加速度与力、质量的关系 要点回顾 本节实验课主要学习以下四个方面的内容、实验目的、实验思路、实验方案和分析实验结果。 1.实验目的：探究加速度与外力、质量三者的关系。这个探究目的是在以下两个定性研究的基础上建立起来的。 (1)汽车和火车的速度变化量相同时，汽车用的时间短，说明加速度的大小与物体的质量有关。 (2) 竞赛用的跑车与普通小轿车质量相仿，但竞赛用的跑车能获得巨大的牵引力，所以速度的变化比普通小轿车快，说明加速度的大小与外力有关。 2.实验思路：本实验的基本思路是采用控制变量法。 (1)保持物体的质量不变，测量物体在不同外力作用下的加速度，探究加速度与外力的关系。探究的方法采用根据实验数据绘制图象的方法，也可以采用比较的方法，看不同的外力与由此外力产生的加速度的比值有何关系。 (2) 保持物体所受的外力相同，测量不同质量的物体在该力作用下的加速度，探究加速度与力的关系。 探究的方法采用根据实验数据绘制图象的方法。 3.实验方案：本实验要测量的物理量有质量、加速度和外力、测量质量用天平，需要研究的是怎样测量加速度和外力。 (1)测量加速度的方案：采用较多的方案是使用打点计时器，根据连续相等的时间T内的位移之差Δx=aT2 求出加速度。条件许可也可以采用气垫导轨和光电门。 (2)提供并且测量物体所受的外力的方案：由于我们上述测量加速度的方案只能适用于匀变速直线运动，所以我们必须给物体提供一个恒定的外力，并且要测量这个外力。 4.对实验结果的分析是本实验的关键 如果根据实验数据描出的a－F图象和a－ 图象都非常接近一条通过原点的直线，也只能说我们的实验结果是“在质量不变的条件下，加速度与外力成正比；在外力不变的条件下，加速度与质量成反比。”这一结果决不能说找出了定律，一个定律的发现不可能是几次实验就能得出的。 [例1]如图是某同学利用教材提供的方案进行实验时，正要打开夹子时的情况。指该同学的几个错误。 讲练互动 [变式练习]某学生用改正后的图所示的装置做实验时，保持小车的质量不变，测得小车的加速度a和拉力F的数据如下表所示： 0.40 0.29 0.21 0.10 a/(m·s－2) 0.50 0.40 0.30 0.20 F/N 根据 表中的数 据在图中 作出a－F 图线。(1) 把图线延 长，看看 图线是否通过原点？如果不通过原点，试分析在操作过程中可能遗漏了哪个步骤？(2)这条图线在F轴上截距有何物理意义？ F/N 0.3 0.1 0.2 0.4 0.5 0.1 0.2 0.4 O 0.3 a/(m·s-2) [例2]现要验证“当质量一定时，物体运动的加速度与它所受的合外力成正比”这一物理规律。给定的器材如下：一倾角可以调节的长斜面(如图所示)、小车、计时器一个、米尺。 A1 A2 (1)填入适当的公式或文字，完善以下实验步骤(不考虑摩擦力的影响)： ② 用米尺测量A1与A2之间的距离x，则小车的加速度a=________。 ① 小车自斜面上方一固定点A1从静止开始下滑至斜面底端A2，记下所用的时间。 ③ 用米尺测量A1相对于A2的高h。 设小车所受重力为mg，则小车所受的合外力F=_________。 湖南长郡卫星远程学校 制作06 2009年下学期