教科版高一物理必修1 同步导学案 第3章 2 探究加速度与力、质量的关系
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2 探究加速度与力、质量的关系

[学习目标] 1.学会用控制变量法研究物理规律.2.会测量加速度、力和质量,能作出物体运动的a-F、a-图像.3.通过实验探究加速度与力、质量的定量关系.

一、实验器材

小车、砝码、砝码盘、细线、一端附有定滑轮的长木板、垫木、打点计时器、交流电源、纸带、刻度尺、天平.

二、实验原理

实验的基本思想--控制变量法

1.保持研究对象即小车的质量不变,改变砝码盘内砝码的质量,即改变作用力,测出小车的对应加速度,验证加速度是否正比于作用力.

2.保持砝码盘中砝码的质量不变,即保持作用力不变,改变研究对象即小车的质量,测出对应不同质量的加速度,验证加速度是否反比于质量.

三、实验方案的设计

1.三个物理量的测量方法--近似法

本实验的研究对象:小车 (装置如图1所示).

图1

(1)小车质量的测量:利用天平测出,在小车上增减砝码可改变小车的质量.

(2)拉力的测量:当砝码盘和砝码的质量远小于小车质量的情况下,可以认为砝码盘和砝码的重力近似等于小车所受的拉力(合外力).

(3)加速度的测量:由纸带根据公式Δx=aT2,结合逐差法计算出小车的加速度.

2.实验数据的处理方法--图像法、"化曲为直"法

(1)研究加速度a和力F的关系

以加速度a为纵坐标,力F为横坐标,根据测量数据描点,然后作出图像,如图2所示,若图像是一条通过原点的直线,就能说明a与F成正比.