加速度公式_探究加速度与力\质量关系的几种实验方案

时间：2020-02-21 11:48:55　来源：雅意学习网本文已影响人

　　牛顿第二定律是力学的核心，在物理学中占有非常重要的地位，是物理学大厦的根基。牛顿第二定律明确了加速度与力、质量的关系，在新课程标准下对这三个物理量的关系的理解尤为重要，重要的是探究的过程而不是结论，所以教材安排的是探究实验而不是验证实验。就是要让学生在探究中体会，在探究中感悟，正是新课程标准的三维目标的体现。
　　
　　方案一
　　
　　1、实验装置
　　“双层导轨”(双层导轨一个、小车两个、沙桶、细线)
　　2、实验原理
　　小车在外力作用下从静止开始做匀加速运动，如果时间相同则位移与加速度成正比。因此只需要通过控制变量法先控制小车质量相同，寻找加速度与力的关系，再控制外力相同，寻找加速度与质量的关系即可。小车的质量控制可以用两个相同的小车，在上面放重物即可。外力可以用不同的钩码数量来控制。
　　3、实验步骤
　　(1)安装好实验装置。
　　(2)先保持小车质量相同，其中一个小车的拉力是另外一个的两倍。
　　(3)按下弹簧按钮，同时释放两小车。
　　(4)松下弹簧按钮，弹簧按钮回位同时制动两小车。
　　(5)分别量出两小车的位移，位移比就是加速度之比。
　　(6)比较两车的加速度之比和力之比，就可以得出相应的结论。
　　(7)再保持两车外力相同，小车质量不同重复上述实验。
　　4、注意事项
　　本实验的关键在于弹簧按钮能否立即夹住小车，所以实验时要检查其力度。还有就是拉力其实不等于钩码的重力，但是又不能告诉学生，所以要求小车尽量重些，拉力尽量小些。
　　5、评价
　　本实验容易操作而且数据处理简单，但是精确度不高，误差较大，只是定性的比较，所以只作为一种可行方案加以介绍。
　　
　　方案二
　　
　　1、实验装置：“打点计时器”(打点计时器、小车、沙桶、纸带、细线、电源等)
　　2、实验原理
　　控制小车质量不变，直接用打点计时器测出小车位移从而算出加速度，用天平称的沙桶总质量从而算出拉力，直接寻找加速度与拉力的关系。同理控制拉力不变改变小车的质量寻找加速度与质量的关系。
　　3、实验步骤
　　(1)平衡摩擦力。
　　(2)按图装好实验装置，先保持小车质量一定。
　　(3)开启打点计时器，释放下车，得到纸带。
　　(4)通过纸带算出加速度，寻找加速度与拉力的关系。
　　(5)再保持拉力不变，改变小车质量，得到纸带。
　　(6)通过纸带算出加速度，寻找加速度与质量的关系。
　　4、注意事项
　　(1)平衡摩擦力时要多试几次，确保摩擦力被平衡。
　　(2)沙和沙桶的质量要远小于小车的质量。
　　5、评价
　　本实验比较精确，误差主要来源于摩擦和系统误差，摩擦力可以用重力去平衡，只要沙和桶的质量远小于小车质量就可以大大减小系统误差。所以本方案比较常用，可以用来作为分组实验。
　　
　　方案三
　　
　　1、实验装置：“气垫导轨”(气垫导轨、滑块、沙桶、细线等)
　　2、实验原理
　　实验原理与方案二相同，只是求加速度的方法不同，这里用气垫导轨代替打点计时器，直接由光电门读出速度，然后根据时间差求加速度。
　　3、实验步骤
　　(1)按装好实验器材。
　　(2)气垫导轨调整水平。
　　(3)先控制滑块质量一定，改变沙和沙桶的质量进行实验。
　　(4)算出加速度，寻找加速度与拉力的关系。
　　(5)再保持拉力不变，改变滑块质量进行实验。
　　(6)算出加速度，寻找加速度与质量的关系。
　　4、注意事项
　　(1)导轨一定要调节水平，细线与导轨平行。
　　(2)遮光条的宽度不要太宽。
　　(3)沙和沙桶的质量要远小于滑块的质量。
　　6、评价
　　本方案更加精确，而且操作简单，但是不同的学校实验室条件不同，条件好的可以作为分组实验，条件差的可以作为演示实验，也可以用视频展示。
　　探究加速度与力、质量的关系的方案还有很多，但是这三种比较典型，具有一定的代表性。总之，要让学生自己设计探究方案，完成探究。不同的方案都可以，重要的是掌握研究问题的方法，增强自主学习的能力，培养创新精神。

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