1、 一、實驗目的 1學會用控制變量法探究物理規律。 2探究加速度與力、質量的關系。 3掌握利用圖象處理數據的方法。 二、實驗原理采用控制變量法，在探究加速度與力、質量三者關系時，先讓其中一個量保持不變來探究其他兩個量之間的關系。 1控制小車的質量M不變，分析加速度a與力F的關系。 2控制砝碼和小盤的質量不變，即力F不變，改變小車的質量M，分析加速度a與M的關系。 三、實驗器材打點計時器、紙帶、復寫紙片、小車、一端附有定滑輪的長木板、小盤、重物、夾子、細繩、交流電源、導線、天平(帶有一套砝碼)、刻度尺。 四、實驗步驟 1測質量：用天平測量小盤的質量m0和小車的質量M0。 2安裝器材：按如圖所示將實

2、驗器材安裝好(小車上不系繩)。 3平衡摩擦力：把木板無滑輪的一端下面墊一薄木板，反復移動其位置，使小車在不掛小盤和砝碼的情況下，能沿木板做勻速直線運動(紙帶上相鄰點的間距相等)。 4測a、F(1)把小車停在打點計時器處，掛上小盤和砝碼，先接通電源，再讓小車拖著紙帶在木板上勻加速下滑，打出一條紙帶，紙帶記錄了小車的運動情況，取下紙帶并在紙帶上標上號碼及此時所掛小盤和砝碼的總重力mg。(2)保持小車的質量不變，改變小盤中砝碼的質量，重復步驟(1)，多做幾次實驗，并記錄好相應紙帶的編號及所掛小盤和砝碼的總重力m2g、m3g 3實驗結論(1)保持物體質量不變時，物體的加速度a與所受力F成正比。(2)在

3、力F不變時，物體的加速度a與質量M成反比。 六、誤差分析 1系統誤差：本實驗用小盤和砝碼的總重力mg代替小車的拉力，而實際上小車所受的拉力要小于小盤和砝碼的總重力。小盤和砝碼的總質量越接近于小車的質量，誤差越大；反之，小盤和砝碼的總質量越小于小車的質量，由此引起的誤差就越小。因此，滿足小盤和砝碼的總質量遠小于小車的質量的目的就是為了減小因實驗原理不完善而引起的誤差。 2偶然誤差：摩擦力平衡不準確、質量測量不準確、計數點間距測量不準確、紙帶和細繩不嚴格與木板平行都會引起誤差。 七、注意事項 1平衡摩擦力時不要掛重物，整個實驗平衡了摩擦力后。不管以后是改變小盤和砝碼的質量還是改變小車及砝碼的質量，

4、都不需要重新平衡摩擦力。 2實驗中必須滿足小車和砝碼的總質量遠大于小盤和砝碼的總質量。 3改變拉力和小車質量后，每次開始時小車應盡量靠近打點計時器，并應先接通電源，再放開小車，且應在小車到達滑輪前按住小車。 4作圖象時，要使盡可能多的點在所作直線上，不在直線上的點應盡可能對稱分布在所作直線兩側。預習完成后，請把你疑惑的問題記錄在下面的表格中問題問題1問題問題2問題問題3 要點一實驗原理和實驗方法 例1 在“探究加速度與力、質量的關系”的實驗中，滲透了研究問題的多種科學方法：(1)實驗環境的等效法：_；(2)實驗條件設計的科學方法：_；(3)實驗原理的簡化：_，即當小車質量M車m沙時，細繩對小車

5、的拉力大小近似等于沙及桶的總重力m沙g；答案(1)平衡摩擦力法 (2)控制變量法(3)近似法 (4)圖象法 (5)化曲為直法 要點二數據處理和誤差分析 例2 某同學設計了一個探究加速度a與物體所受合力F及質量m的關系的實驗，如圖1所示，圖甲為實驗裝置簡圖(交流電的頻率為50 Hz)。(1)圖乙為某次實驗得到的紙帶，根據紙帶可求出小車的加速度大小為_m/s2(保留兩位有效數字)。圖1 (3)保持小車質量不變，改變沙和沙桶質量，該同學根據實驗數據作出了加速度a隨合力F變化的圖線，如圖2所示。該圖線不通過原點，請你分析其主要原因是_。圖2 思路點撥解答本題時可按以下思路進行分析：(3)由圖可分析，當

6、加速度a為零時，拉力F并不為零，說明實驗前沒有平衡摩擦力或者未完全平衡摩擦力。答案見解析實驗數據的處理方法圖象法、“化曲為直”法(1)研究加速度a和力F的關系以加速度a為縱坐標，力F為橫坐標，根據測量數據描點，然后作出圖象，如圖所示，若圖象是一條通過原點的直線，就能說明a與F成正比。 要點三創新方案設計 例3 兩個相同的小車并排放在光滑水平桌面上，小車前端系上細線，線的另一端跨過定滑輪各掛一個小盤，盤里分別放有不同質量的砝碼(圖3甲)。小車所受的水平拉力F的大小可以認為等于砝碼(包括砝碼盤)所受的重力大小。小車后端也系有細線，用一只夾子夾住兩根細線(圖乙)，控制兩輛小車同時開始運動和結束運動。

7、圖3 解析實驗過程中，當兩小車質量相同時，砝碼(包括砝碼盤)重力越大，相同時間內位移越大，則加速度越大，進行實驗時會發現，加速度與所受拉力成正比；若砝碼重力不變，即拉力不變時，質量越大的小車，相同時間內位移越小，即加速度越小，進行測量分析知，加速度與質量成反比。如果砝碼(包括砝碼盤)的重力G遠小于小車的重力Mg時，G近似等于拉力F。答案加速度與拉力成正比 加速度與質量成反比GMg(1)控制變量法：當研究多個物理量的變化規律時，為了簡便，可設計保持其他物理量不變，只研究剩余兩個變化物理量的關系，這種方法叫做控制變量法。兩個相同的小車放在光滑水平面上，前端各系一條細繩，繩的另一端跨過定滑輪各掛一個

8、小盤，盤中各放數目不等的砝碼，就可以驗證質量一定的條件下，加速度與力的關系。(2)對比實驗法：對比實驗法在物理實驗中經常用到。兩小車后端各系一條細繩，一起被一個夾子夾著而使小車靜止(如圖所示)。打開夾子，兩小車同時開始運動，關上夾子，兩小車同時停下來。用刻度尺測出兩小車通過的位移，位移之比就等于它們的加速度之比。 三、實驗器材打點計時器、紙帶、復寫紙片、小車、一端附有定滑輪的長木板、小盤、重物、夾子、細繩、交流電源、導線、天平(帶有一套砝碼)、刻度尺。 四、實驗步驟 1測質量：用天平測量小盤的質量m0和小車的質量M0。 2安裝器材：按如圖所示將實驗器材安裝好(小車上不系繩)。 3實驗結論(1)

9、保持物體質量不變時，物體的加速度a與所受力F成正比。(2)在力F不變時，物體的加速度a與質量M成反比。 要點二數據處理和誤差分析 例2 某同學設計了一個探究加速度a與物體所受合力F及質量m的關系的實驗，如圖1所示，圖甲為實驗裝置簡圖(交流電的頻率為50 Hz)。(1)圖乙為某次實驗得到的紙帶，根據紙帶可求出小車的加速度大小為_m/s2(保留兩位有效數字)。圖1 要點三創新方案設計 例3 兩個相同的小車并排放在光滑水平桌面上，小車前端系上細線，線的另一端跨過定滑輪各掛一個小盤，盤里分別放有不同質量的砝碼(圖3甲)。小車所受的水平拉力F的大小可以認為等于砝碼(包括砝碼盤)所受的重力大小。小車后端也系有細線，用一只夾子夾住兩根細線(圖乙)，控制兩輛小車同時開始運動和結束運動。圖3 (1)