高中物理 第六章 力與運動 第2節(jié) 牛頓第二定律（第1課時）實驗 探究加速度與力、質量的關系 魯科版必修1

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1、第六章力與運動第六章力與運動第第 2 節(jié)節(jié) 牛頓第二定律牛頓第二定律 第第 1 課時課時 實驗實驗 探究加速度與力、 質量的關系探究加速度與力、 質量的關系 四、實驗步驟四、實驗步驟 1 用天平測出小車和小桶的質量用天平測出小車和小桶的質量 M 和和 m桶桶， 把數值記錄下來把數值記錄下來 2按如圖所示把實驗器材安裝好按如圖所示把實驗器材安裝好，只是不把懸掛小桶的細繩只是不把懸掛小桶的細繩系在小車上系在小車上(即不給小車加牽引力即不給小車加牽引力) 3平衡摩擦力平衡摩擦力 4把細繩系在小車上并繞過定滑輪懸掛小桶把細繩系在小車上并繞過定滑輪懸掛小桶，先接通電源再先接通電源再放開小車放開小車，取下

2、紙帶取下紙帶，在打點紙帶上標上紙帶號碼在打點紙帶上標上紙帶號碼 5保持小車的質量不變保持小車的質量不變，在小桶內放入質量為在小桶內放入質量為 m的沙的沙，重復重復步驟步驟 4.在小桶內放入質量為在小桶內放入質量為 m 、m、的沙的沙，再重復步再重復步驟驟 4.m、 m 、 m、 的數值都要記錄在紙帶上的數值都要記錄在紙帶上(或表格內或表格內) 6在每條紙帶上都選取一段比較理想的部分在每條紙帶上都選取一段比較理想的部分，按按“測定勻變測定勻變速直線運動的加速度速直線運動的加速度”實驗中的方法算出每條紙帶的加速度實驗中的方法算出每條紙帶的加速度a. 五、注意事項五、注意事項 1平衡摩擦力時不要掛重

3、物平衡摩擦力時不要掛重物，整個實驗平衡了摩擦力后整個實驗平衡了摩擦力后，不不管以后是改變盤和砝碼的質量還是改變小車及砝碼的質量管以后是改變盤和砝碼的質量還是改變小車及砝碼的質量， 都都不需要重新平衡摩擦力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只有如此總質量只有如此，砝碼和小盤的總重力才可視為與小車受到砝碼和小盤的總重力才可視為與小車受到的拉力相等的拉力相等 3作圖象時作圖象時，要使盡可能多的點在所作直線上要使盡可能多的點在所作直線上，不在直線上不在直線上的點應盡可能對稱地分布在所作直線兩側 離直線較遠的

4、點是的點應盡可能對稱地分布在所作直線兩側 離直線較遠的點是錯誤數據錯誤數據，可舍去不予考慮可舍去不予考慮 4釋放小車時釋放小車時，小車應靠近打點計時器且先接通電源再釋放小車應靠近打點計時器且先接通電源再釋放小車小車 六、數據處理六、數據處理 1物體的質量一定物體的質量一定，加速度與受力的關系加速度與受力的關系 實驗序號實驗序號 加速度加速度 a/(ms2) 小車受力小車受力 F/N 1 2 3 由表中數據由表中數據，作出作出 aF 圖象圖象，并得出結論并得出結論 2物體的受力一定物體的受力一定，加速度與質量的關系加速度與質量的關系 實驗序號實驗序號 加速度加速度 a/(ms2) 小車質量小車質

5、量 m/kg 1 2 3 由表中數據作出力由表中數據作出力 F 不變時不變時， am 和和 a1m的圖象的圖象， 并得出結并得出結論論 七、誤差七、誤差分析分析 產生原因產生原因 減小方法減小方法 偶然誤偶然誤差差 質量測量不準、計數質量測量不準、計數點間距測量不準點間距測量不準 多次測量求平均值多次測量求平均值 小車所受拉力測量不小車所受拉力測量不準準 (1)準確平衡摩擦力準確平衡摩擦力 (2)使細繩和紙帶平行于木使細繩和紙帶平行于木板板 系統(tǒng)誤系統(tǒng)誤差差 小盤及重物的總重力小盤及重物的總重力代替小車所受的拉力代替小車所受的拉力 使小盤和重物的總質量遠使小盤和重物的總質量遠小于小車的質量小于

6、小車的質量 實驗原理及操作實驗原理及操作 如圖為如圖為“探究加速度與力、質量的關系探究加速度與力、質量的關系”的實驗裝置的實驗裝置示意圖砂和砂桶的總質量為示意圖砂和砂桶的總質量為 m，小車和砝碼的總質量為小車和砝碼的總質量為 M.實驗中用砂和砂桶總重力的大小作為細線對小車拉力的大小實驗中用砂和砂桶總重力的大小作為細線對小車拉力的大小 (2)實驗中要進行質量實驗中要進行質量 m 和和 M 的選取的選取，以下最合理的一組是以下最合理的一組是_ AM200 g，m10 g、15 g、20 g、25 g、30 g、40 g BM200 g，m20 g、40 g、60 g、80 g、100 g、120

7、g CM400 g，m10 g、15 g、20 g、25 g、30 g、40 g DM400 g，m20 g、40 g、60 g、80 g、100 g、120 g 解析解析 (1)實驗中實驗中，要保證要保證 mM，才能保證繩子的拉力約等才能保證繩子的拉力約等于砝碼及砝碼盤的重力于砝碼及砝碼盤的重力 (2)相鄰計數點時間間隔相鄰計數點時間間隔 T0.1 s，間距間距 s13.52 cm，s23.68 cm，s33.83 cm. 因因 s2s1a1T2，s3s2a2T2，aa1a22， 得得 as3s12T20.16 m/s2. (3)圖線圖線甲甲，F(xiàn)0 時時，小車就有了加速度小車就有了加速度，可見是長木板傾角可見是長木板傾角過大圖線乙過大圖線乙，有了拉力時有了拉力時，加速度仍為加速度仍為 0，說明未平衡摩擦說明未平衡摩擦力或長木板傾角過小力或長木板傾角過小 答案答案 (1)mM (2)0.16 (3)長木板傾角過大長木板傾角過大 未平衡摩擦力或長木板傾角過小未平衡摩擦力或長木板傾角過小