金版学案2014-2015年-4第二课时　实验：探究加速度与力、质量的关系.ppt

第四章牛顿运动定律第二课时实验 探究加速度与力 质量的关系 栏目链接 栏目链接 赛车运动是一项非常刺激勇敢的运动项目 拥有一辆良好的赛车对比赛是非常重要的 尤其是赛车的加速性能 生产厂家总是不断地改变车的材料 改进发动机 以追求更优越的加速性能 提高赛车的加速性能应该从哪些方面入手呢 有什么依据 栏目链接 栏目链接 1 理解加速度与力的关系 通过实验探究此关系 2 理解加速度和质量的关系 栏目链接 栏目链接 要点1实验原理 方案 1 法 在探究加速度 力与质量三者关系时 先让其中一个量 来探究其他两个量之间的关系 2 探究加速度与力的关系 保持 不变 测量物体在 下的加速度 分析加速度与力的关系 3 探究加速度与质量的关系 保持 相同 测量 的物体在该力作用下的加速度 分析加速度与质量的关系 控制变量 保持不变 物体的质量 不同力的作用 物体所受的力 不同质量 知识清单 栏目链接 如何测量加速度 力呢 应用思考 栏目链接 综合拓展 栏目链接 综合拓展 栏目链接 2 提供和测量物体所受的恒力 设计的实验装置如右图所示 1 对此实验中力的理解 除了在真空中抛出或落下的物体 仅受重力 外 仅受一个力的物体几乎是不存在的 然而 一个单独的力的作用效果与跟它大小 方向都相同的合力的作用效果是相同的 因此 实验中力F的含义可以是物体所受的合力 综合拓展 栏目链接 2 平衡摩擦力 如上图所示 纸带穿过打点计时器 为了消除摩擦力对小车的影响 可将木板无滑轮的一端稍微垫高一些 用小车的重力的分力来抵消它所受到的摩擦力 直到小车不挂重物时能在木板上匀速运动为止 当挂上重物时 只要重物的质量远小于小车的质量 那么我们应可近似认为托盘和砝码所受的重力大小等于小车所受的合力的大小 增减盘中砝码的个数可改变小车所受到的合力 综合拓展 栏目链接 特别提示 整个实验平衡了摩擦力后 不管以后是改变托盘和砝码的质量 还是改变小车的质量 都不需要重新平衡摩擦力 让提供拉力的钩码 或沙和沙桶 的质量远小于小车的质量 可认为拉力F等于钩码 或沙和沙桶 的重力 综合拓展 栏目链接 尝试应用 1 在 探究加速度与力 质量的关系 实验中 为了平衡摩擦力 需要在长木板的下面垫一木块 木块垫在没有滑轮的一端 反复移动木块的位置 直到测出小车所拖纸带上的各个相邻计数点之间的距离都 为止 这时小车在斜面上所做的是 运动 小车拖着纸带运动时受到的摩擦力恰好与小车的 平衡 答案 相等匀速直线重力沿斜面向下的分力 栏目链接 2 在本实验中 下列说法中正确的是 尝试应用 D 栏目链接 要点2实验操作与数据处理 通过对小车运动的研究 来探究加速度与力 质量的关系 小车的质量可用 测定 如果小车上加砝码 质量就是 的总质量 小车前拴着细绳 细绳跨过定滑轮 下面吊着一个小桶 桶装沙 沙和小桶的总质量也可以用天平测定 知道沙和小桶的总质量可以算出它们受的总重力 当沙和小桶的总质量 小车的总质量时 这个重力就等于绳对小车的牵引力 当小车运动时 用打点计时器将车的运动情况记录下来 天平 小车本身和砝码 远小于 知识清单 栏目链接 从相应纸带上可以求出小车运动的 保持 不变 改变 可以研究加速度和力的关系 我们以纵坐标表示 横坐标表示 根据实验数据画出相应点 做出加速度和力的关系图线 可以得出加速度正比于力的关系 加速度 小车总质量 沙和小桶的总质量 小车运动加速度 知识清单 小车所受的牵引力 栏目链接 如果保持 不变 在小车上加 减砝码 改变小车的总质量 可以研究 与 的关系 我们同样可以以纵坐标表示 横坐标表示运动 根据实验数据画出相应点 做出加速度和质量倒数关系图线 可以得出加速度正比于质量倒数的关系 沙和小桶的总质量 加速度 质量 小车运动加速度 知识清单 物体质量的倒数 栏目链接 怎样记录和分析数据 得出正确的实验结论呢 应用思考 栏目链接 1 加速度与力的关系 1 数据处理 方法一 设计一个表格如下 把同一物体在不同力的作用下的加速度值填在表中 综合拓展 栏目链接 方法二 为了更直观地判断加速度a与力F的数量关系 我们以加速度a为纵坐标 F为横坐标 建立如右图所示的坐标系 根据各组数据在坐标系中描点 综合拓展 栏目链接 综合拓展 栏目链接 综合拓展 栏目链接 综合拓展 栏目链接 综合拓展 栏目链接 1 若测得某一物体m一定时 a与F的关系的有关数据资料如下表 1 根据表中数据 画出aF图象 2 从图象中可以判定 当m一定时 a与F的关系为 尝试应用 栏目链接 尝试应用 栏目链接 尝试应用 D 栏目链接 栏目链接 题型1实验原理及方法 例1实验 在 探究加速度与力 质量的关系 的实验中 为验证小车质量M不变时 a与F成正比 小车质量M和沙及桶的质量m分别选取下列几组数值 应该用哪组效果会好 A M 500g m分别为50g 70g 100g 125gB M 500g m分别为20g 30g 40g 50gC M 200g m分别为50g 70g 100g 125gD M 200g m分别为30g 40g 50g 60g 栏目链接 解析 实验时 需要物体的质量远小于小车的质量 效果才显著 所以 为减小实验误差应使M m 为此选B组数值误差较小 所画的aF图线就会比较准确 答案 B名师点睛 在解答实验题时 要回忆做过的实验 尤其是实验原理 栏目链接 1 如图所示是某次利用气垫导轨 验证牛顿运动定律 的实验装置安装完毕后的示意图 图中A为沙桶和沙 B为定滑轮 C为滑块及上面添加的砝码 D为纸带 E为电火花计时器 F为蓄电池 电压为6V G是电键 请指出图中的三处错误 变式应用 栏目链接 1 2 3 变式应用 答案 1 B接滑块的细线应水平 或与导轨平行 2 C滑块离电火花计时器太远 3 E电火花计时器用的是220V的交流电 不能接直流电 栏目链接 题型2实验操作及数据处理 例2若测得某一物体M一定时 a与F的关系的有关数据资料如下表所示 栏目链接 1 根据表中数据 画出aF图象 2 从图象可以判定 当M一定时 a与F的关系为 解析 1 根据表中所给数据 利用描点法作出aF图象 如右图所示 2 由图象可知aF成正比关系 答案 1 如上图 2 正比 栏目链接 名师点睛 若a与F成正比 则图象是一条过原点的直线 同时因实验中不可避免地出现误差 研究误差产生的原因 从而减小误差增大实验的准确性 在误差范围内图线是一条过原点的直线即可 连线时应使直线过尽可能多的点 不在直线上的点应大致对称分布在直线两侧 离直线较远的点应视为错误数据 不予考虑 栏目链接 2 探究加速度与物体质量 物体受力的关系 的实验装置如图甲所示 变式应用 栏目链接 1 在平衡小车与桌面之间摩擦力的过程中 打出了一条纸带如图乙所示 计时器打点的时间间隔为0 02s 从比较清晰的点起 每5个点取一个计数点 量出相邻计数点之间的距离 该小车的加速度a m s2 结果保留两位有效数字 变式应用 栏目链接 2 平衡摩擦力后 将5个相同的砝码都放在小车上 挂上砝码盘 然后每次从小车上取一个砝码添加到砝码盘中 测量