2.平衡摩擦不准造成误差.
实验原理中设定为光滑水平面情形,所以实验中应平衡摩擦力,若未平衡摩擦力或平衡不当就会带来系统误差.
①如出现图(甲)中①的直线,说明平衡摩擦力时,平衡过大了.即拉力F=0时,已产生加速度,其加速度是由多余重力的分力形成的.
出现图(甲)中②的直线,说明平衡摩擦力不够,因为拉力大于F0时才产生加速度.
②出现图(乙)中①②直线的原因分析如下:
平衡摩擦力后,小车在木板上的受力应有(*),其中F为绳拉力,θ为木板与水平面间的夹角.
若未平衡摩擦力,则θ=0,(*)式为,F一定,只有m小到一定程度,即大到一定程度,才有,才能产生加速度.由图(乙)知,②线为未平衡摩擦造成的误差.
若平衡摩擦过大,小车在木板上的受力应有,当,即时,式中F作为小量,可略去,将(*)式整理得,说明①线为平衡摩擦力过大造成的误差.
【说明】平衡摩擦力时不要挂重物,整个实验平衡了摩擦力后,不管以后是改变小盘和砝码的质量还是改变小车和砝码的质量,都不需要重新平衡摩擦力.
3.实验操作造成的误差
质量测量不准确、计数点间的间距测量不准确、纸带和细绳不严格与木板平行都会引起误差.
【典型例题】
类型一、对控制变量法的理解
例1.利用如图所示的装置探究加速度与力、质量的关系,下列说法中正确的是( )
A.保持小车所受拉力不变,只改变小车的质量,就可以探究加速度与力、质量的关系
B.保持小车质量不变,只改变小车的拉力,就可以探究加速度与力、质量之间的关系
C.先保持小车所受拉力不变,研究加速度与力的关系;再保持小车质量不变,研究加速度与质量的关系,最后归纳出加速度与力、质量的关系
D.先保持小车质量不变,研究加速度与力的关系;再保持小车受力不变,研究加速度与质量的关系,最后归纳出加速度与力、质量的关系
【答案】D
【解析】对于加速度与力、质量的关系,应先保持小车质量不变,研究加速度与力的关系;再保持小车受力不变,研究加速度与质量的关系,最后归纳出加速度与力、质量的关系。
【总结升华】控制变量法就是控制某一物理量,研究剩余量之间的关系,它是研究多个变量常用的方法。