学粤教版必修一 4.3 探究加速度与力、质量的定量关系 课件（2）（25张）.ppt

4 3探究加速度与力 质量的定量关系 加速度与力成正比加速度与质量成反比 一 猜想与假设 二 制定计划设计实验 方法 控制变量法 保持质量不变 探究加速度与力的关系 保持力不变 探究加速度与质量的关系 器材 小车 打点计时器 纸带 一端带滑轮的长木板 细线 砝码 钩码 刻度尺 天平装置图 三 实验方案讨论 从打点计时器打出的纸带计算出小车的加速度a 用天平测出小车的质量m 砝码的总重力g当作小车受到的拉力f 问题 小车在运动方向上受几个力的作用 细绳对小车的拉力等于小车所受的合力吗 三 实验方案讨论 三 实验方案讨论 问题 绳子的拉力等于钩码的重量吗 把木板一端垫高 平衡小车受到的摩擦力 四 改进后实验装置 用天平测出小车的质量m0 小盘和钩码的总质量m0 把数值记录下来 按如图所示把实验器材安装好 小车上不系绳 平衡摩擦力 在长木板不带定滑轮的一端下面垫一块木板 反复移动木板的位置 直至小车在斜面上运动时可以保持匀速直线运动状态 纸带上点迹均匀 把细绳系在小车上并绕过滑轮悬挂小盘 先接通电源再放开小车 打完点后切断电源 取下纸带 在纸带上标上纸带号码及此时小盘和钩码的重力m0g 保持小车的质量不变 改变小盘里钩码数量 重复步骤4 多做几次实验 记录相应纸带及对应的小盘和钩码的总重力m1g m2g m3g 五 实验步骤 六 处理实验数据 在每条纸带上都选取一段比较理想的部分 算出每条纸带上的加速度a的值 用纵坐标表示加速度a 横坐标表示合力f 作用力的大小f等于小盘和钩码的总重力 根据实验结果在坐标平面上画出相应的点 如果这些点是在一条过原点的直线上 便证明了加速度与作用力成正比 六 处理实验数据 六 处理实验数据 保持小盘和砝码的质量不变 在小车上加砝码 重复上面的实验 用纵坐标表示加速度a 横坐标表示小车和砝码总质量的倒数 根据实验结果在坐标平面上画出相应的点 如果这些点是在一条过原点的直线上 就证明了加速度与质量成反比 m 使用打点计时器注意事项实验前要平衡摩擦力 实验过程中不需要重新平衡摩擦力小车及其上砝码质量要远大于小盘和钩码质量 七 实验注意事项 八 实验结论 a f a 利用气垫导轨进行实验 三维设计 p59 1 在 探究加速度与力 质量的关系 的实验中 关于平衡摩擦力的说法中正确的是 a 平衡摩擦力 的本质就是让小车受到的摩擦力为零b 平衡摩擦力 的本质就是使小车所受的重力沿斜面方向的分力与所受到的摩擦阻力相平衡c 平衡摩擦力 的目的就是要使小车所受的合力等于所挂砝码通过细绳和滑轮对小车施加的拉力d 平衡摩擦力 是否成功 可根据小车拖动的由打点计时器打出的纸带上的点迹间距是否均匀来确定 2 用如下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 a 用天平称出小车和小桶及内部所装砂子的质量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6v电压的蓄电池上 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 保持小桶及其中砂子的质量不变 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 3 某实验小组的几名同学在探究加速度与物体的质量以及外力关系的实验中 当物体的质量一定时 分别根据实验数据画出了不同的实验图象 如下图所示 下列说法中正确的是 a 形成图甲的原因是平衡摩擦力时长木板倾角过大b 形成图乙的原因是平衡摩擦力时长木板倾角过小c 形成图丙的原因是平衡摩擦力时长木板倾角过大d 形成图丁的原因是平衡摩擦力时长木板倾角过小 4 在 探究加速度与力 质量的关系 的实验中 实验装置如下图 1 所示 1 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 2 有两位同学通过测量作出a f图象 如上图 2 所示甲 乙中的a b图线 试分析 a图线不通过坐标原点的原因 a图线上部弯曲的原因是 b图线在纵轴上有截距的原因 5 图为 探究加速度与力 质量的关系 实验中用打点计时器打出的一条较理想的纸带 纸带上a b c d e f g为七个相邻的计数点 相邻计数点间的时间间隔为0 1s 各计数点间距离如图中所示 单位是cm 小车的加速度为 m s2 所以 6 如图所示的实验装置可以探究加速度与力 质量的关系 小车上固定一个盒子 盒子内盛有沙子 沙桶的总质量 包括桶以及桶内沙子质量 记为m 小车的总质量 包括车 盒子及盒内沙子质量 记为m 1 验证在质量不变的情况下 加速度与合外力成正比 从盒子中取出一些沙子 装入沙桶中 称量并记录沙桶的总重力mg 将该力视为合外力f 对应的加速度a则从打下的纸带中计算得出 多次改变合外力f的大小 每次都会得到一个相应的加速度 本次实验中 桶内的沙子取自小车中 故系统的总质量不变 以合外力f为横轴 以加速度a为纵轴 画出a f图象 图象是一条过原点的直线 a f图象斜率的物理意义是 你认为把沙桶的总重力mg当作合外力f是否合理 答 填 合理 或 不合理 本次实验中 是否应该满足m m这样的条件 答 填 是 或 否 理由是 2 验证在合外力不变的情况下 加速度与质量成反比 保持桶内沙子质量m不变 在盒子内添加或去掉一些沙子 验证加速度与质量的关系 本次实验中 桶内的沙子总质量不变 故系统所受的合外力不变 用图象法处理数据时 以加速度a为纵轴 应该以 的倒数为横轴 探究加速度与力 质量的关系 1 研究方法 2 数据处理方法 3 结论 控制变量法 图象法 a fa 1 m 小结 器材 小车 一端带滑轮的长木板 粗线 砝码 钩