专题4.2 实验：探究加速度与力、质量的关系（教学设计）-新高考2018-2019学年高一物理上学期精讲精练

【实验目的】 1.会用控制变量法研究物理规律。 2.能够通过实验探究加速度与力、质量的关系。 3.学会用图像法处理数据得出结论。 【实验原理】[来源:学.科.网][来源:Zxxk.Com] 1.探究方法——控制变量法： (1)控制小车的质量M不变,改变拉力F,探究加速度a与力F的关系。 (2)控制砝码和小盘的质量m不变,即力F不变,改变小车的质量M,探究加速度a与质量M的关系。 2.要测量的物理量： (1)小车与其上钩码的总质量M。 (2)小车受的拉力F(小盘和盘内砝码的总重力)。 (3)小车的加速度a。 3.测量加速度的方案： (1)应用纸带测加速度：在小车后面安装一条通过打点计时器限位孔的纸带,接通打点计时器电源后释放小车,打出一条纸带。然后,根据在匀变速直线运动中连续相等的时间间隔T内的位移之差Δx=aT2求出加速度。 (2)应用匀变速运动规律求加速度：如果物体做初速度为零的匀加速直线运动,那么,测量物体加速度最直接的办法就是用刻度尺测量位移并用秒表测量时间,然后由 算出a。 (3)应用“加速度与位移成正比”：物体做初速度为零的匀加速直线运动时 。如果测出两个初速度为零的匀加速运动在相同时间内发生的位移为x1、x2,则位移之比就是加速度之比,即 【实验器材】 打点计时器、纸带、复写纸、小车、一端附有定滑轮的长木板、小盘、钩码(100g)4个、夹子、细绳、低压交流电源、导线、天平(带有一套砝码)、刻度尺。 【实验过程】 一、实验步骤 1.用天平测量小盘的质量m0和小车的质量M0,并把数值记录下来。 2.按图将实验器材安装好(小车上不系绳)。[来源:学科网] 3.平衡摩擦力。把木板无滑轮的一端下面垫一薄木板,反复移动其位置,使小车在不挂小盘和砝码的情况下,能沿木板做匀速直线运动(直到打点计时器打出的纸带上相邻点的间距相等)。 4.把小车停放在打点计时器处,挂上小盘和砝码,先接通电源后放开小车,用纸带记录小车的运动情况;取下纸带并在纸带上标上号码及此时所挂小盘和砝码的总重力m1g。学科&网 5.保持小车的质量不变,改变小盘中砝码的质量,重复步骤4,多做几次实验,并记录好相应纸带的编号及所挂小盘和砝码的总重力m2g、m3g… 6.保持小车所受的合外力不变,在小车上加钩码,接通电源后放开小车,用纸带记录小车的运动情况;取下纸带,并在纸带上标上号码及小车和钩码的总质量