高中物理 第4章 实验 探究加速度与力、质量的关系课件 新人教版必修1.ppt

成才之路 物理 路漫漫其修远兮吾将上下而求索 人教版 必修1 牛顿运动定律 第四章 1 1 1集合的概念 2 实验 探究加速度与力 质量的关系 第四章 1 1 1集合的概念 在如图 a b 中 被推物体的质量相同 图 c d 中 人所施加的推力大小相同 上图中的情况与我们的经验是完全一致的 你能通过实验装置定性地揭示f m a三者之间的关系吗 1 保持物体的质量不变 物体所受的外力越大 物体的加速度 物体的加速度与物体所受的外力 作出加速度a与物体所受的外力f的关系图象 以加速度a为 外力f为 a f图象应为一条 如图所示 加速度与力的关系 越大 成正比 纵坐标 横坐标 过原点的倾斜的直线 2 加速度与质量的关系 越小 成反比 纵坐标 横坐标 过原点的倾斜的直线 2 要测量的物理量 1 小车与其上砝码的总质量m 用天平测出 2 小车受的拉力f 用天平测出小盘和盘内砝码的总质量m 由f mg算出 二 实验器材砝码 一端有定滑轮的长木板 细线 纸带 导线 夹子 小盘 天平 小车 打点计时器 交流电源 复写纸 刻度尺 三 实验步骤1 用天平测出小车和重物的质量分别为m0 m0 并把数值记录下来 2 按图所示将实验器材安装好 小车上不系绳 3 平衡摩擦力 在木板无滑轮的一端下面垫一薄木板 反复移动其位置 直到打点计时器正常工作后不挂重物的小车在斜面上做匀速直线运动为止 纸带上相邻点间距相等 4 将重物通过细绳系在小车上 接通电源放开小车 用纸带记录小车的运动情况 取下纸带并在纸带上标上号码及此时所挂重物的重力m0g 5 保持小车的质量不变 改变所挂重物的重力 重复步骤4 多做几次实验 每次小车从同一位置释放 并记录好重物的重力 m1g m2g 以及计算出相应纸带的加速度填入表格1 表格1物体的质量一定 加速度与受力的关系 6 保持托盘中所放重物的质量不变 在小车上加放砝码 并测出小车与所放砝码的总质量m 接通电源 放开小车 用纸带记录小车的运动情况 取下纸带并在纸带上标上号码 7 继续在小车上加放砝码 重复步骤6 多做几次实验 在每次得到的纸带上标上号码 8 计算出每次实验所得纸带的加速度值及小车与砝码的总质量填入表格2 表格2物体受到的外力一定 加速度与质量的关系 四 数据处理1 分析加速度和力的关系依据表格1 以加速度a为纵坐标 以外力f为横坐标 作出a f关系图象 如图所示 由此得出结论 六 注意事项1 平衡摩擦力时不要挂重物 整个实验平衡了摩擦力后 不管以后是改变盘和砝码的质量 还是改变小车及砝码的质量 都不需要重新平衡摩擦力 2 实验中必须满足小车和砝码的总质量远大于小盘和砝码的总质量 只有如此 砝码和小盘的总重力才可视为与小车受到的拉力相等 3 各纸带上的加速度a 都应是该纸带上的平均加速度 4 作图象时 要使尽可能多的点在所作直线上 不在直线上的点应尽可能对称分布在所作直线两侧 离直线较远的点是错误数据 可舍去不予考虑 5 释放时小车应靠近打点计时器且先接通电源再放开小车 用如图所示的装置研究在作用力f一定时 小车的加速度a与小车质量m的关系 某位同学设计的实验步骤如下 1 对实验过程及实验仪器的考查 1 a 用天平称出小车和小桶及内部所装沙子的质量 b 按图装好实验器材 c 把轻绳系在小车上并绕过定滑轮悬挂砂桶 d 将电磁打点计时器接在电压为6v的蓄电池上 接通电源 放开小车 打点计时器在纸带上打下一系列点 并在纸带上标明小车质量 e 保持小桶及其中沙子的质量不变 增加小车上的砝码个数 并记录每次增加后的m值 重复上述实验 f 分析每条纸带 测量并计算出加速度的值 g 作a m关系图象 并由图象确定a m关系 1 该同学漏掉的重要实验步骤是 该步骤应排在 步实验之后 2 在上述步骤中 有错误的是 应把 改为 3 在上述步骤中 处理不恰当的是 应把 改为 在 探究加速度与力 质量的关系 实验时 已提供了小车 一端附有定滑轮的长木板 纸带 带小盘的细线 刻度尺 天平 导线 为了完成实验 还须从下图中选取实验器材 其名称是 漏选或全选得零分 并分别写出所选器材的作用 1 答案 学生电源 电磁打点计时器 钩码 砝码 或电火花计时器 钩码 砝码 学生电源为电磁打点计时器提供交流电源 电磁打点计时器 电火花计时器 记录小车运动的位置和时间 钩码用以改变小车的质量 砝码用以改变小车受到拉力的大小 还可以用于测量小车质量 解析 电磁打点计时器用来打点计时 以便测定加速度 要配备4 6v学生电源 交流电源 为其供电 通过改变砝码个数来改变拉力大小 钩码放在小车上来调节小车质量 也可用电火花计时器来代替学生电源和电磁打点计时器 因为电火花计时器使用220v交流电 不使用学生电源 某同学设计了一个探究加速度a与物体所受合力f及质量m关系的实验 图 a 表示为实验装置简图 交流电的频率为50hz 2 实验数据的分析与处理 2 2 如图所示 在做 探究加速度和力 质量的关系 的实验中 保持小车和砝码的总质量不变 测得小车的加速度a和拉力f的数据如下表所示 2 1 根据表中的数据在坐标系上作出a f图象 2 图象斜率的物理意义是 3 小车和砝码的总质量为 kg 4 图线 或延长线 与f轴截距的物理意义是 答案 1 见解析 2 小车和砝码总质量的倒数 3 1 4 小车受到的阻力为0 1n解析 1 根据所给数据在所给坐标系中准确描点 作出的a f图象如图所示 在 探究加速度与外力 质量的关系 的实验中 某小组设计双车位移比较法来探究加速度与力的关系 实验装置如图所示 将轨道分上下双层排列 两小车后的刹车线穿过尾端固定板 由安装在后面的刹车系统同时进行控制 未画出刹车系统 通过改变砝码盘中的砝码来改变拉力大小 通过比较两小车的位移来比较两小车的加速度大小 是因为位移与加速度的关系式为 已知两车质量均为200g 实验数据如下表所示 3 实验设计 3 分析表中数据可得到结论 该装置中的刹车系统的作用是 为了减小实验的系统误差 你认为还可以进行哪些方面的改进 只需提出一个建议即可 该装置中的刹车系统的作用是控制两车同时运动和同时停止 为了减小实验误差需调整两木板平衡摩擦力 或使砝码盘和砝码的总质量远小于小车的质量等 青州市2013 2014学年高一上学期期末 某实验小组设计了如图所示的实验装置探究加速度与力 质量的关系 开始时闭合开关 电磁铁将a b两个小车吸住 断开开关 两小车同时在细绳拉力作用下在水平桌面上沿同一直线相向运动 实验中始终保持小车质量远大于托盘和砝码的质量 实验装置中各部分摩擦阻力可忽略不计 3 2 实验时 该小组同学保持两小车质量