人教版必修1 第四章 第2节 实验探究加速度与力、质量的关系 课件（20张） (1).ppt

第2节实验 探究加速度与力 质量的关系 科学探究实验 解读实验基础 感悟解题规律 解读实验基础 萃取实验精华 一 数据处理1 计算法 计算加速度或加速度之比 等于位移之比 后 探究与力或质量之比有何关系 科学探究实验 突破实验核心 二 误差分析 三 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 不管以后是改变小盘和重物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 实验中要使小车和砝码的总质量远大于小盘和重物的总质量 只有如此 重物和小盘的总重力可作为小车受到的拉力 3 小车应靠近打点计时器且先接通电源再放手 4 作图像时 要通过可能多的点作图线 不在图线上的点应尽可能对称分布在图线两侧 离图线较远的点应该舍去不予考虑 教师参考 用气垫导轨探究加速度与力的关系1 实验设计 1 让滑块在砝码拉力的作用下做加速运动 记录下滑块通过光电门的速度 砝码的质量 两光电门间的距离 2 保持滑块的质量不变 通过增加 或减少 砝码的数量来改变拉力的大小 重复实验三次 2 计算加速度的方法已知滑块经过两个不同位置的速度v1和v2以及两位置间的距离x 利用a 就可以求得加速度 3 数据的分析设计实验表格 将滑块质量不变时的实验数据记入表格并进行分析 滑块质量m kg 由数据分析得出的结论 当滑块的质量不变时 a与f成正比 4 需要说明的两个问题 1 有的仪器只能记录滑块经过光电门的时间 但这个时间很短暂 故可用v d是挡光片的宽度 t是挡光时间 求得滑块在不同位置的瞬时速度 2 认为砝码的重力等于滑块受到的拉力 但这是有条件的 即滑块的质量比砝码的质量大得多 滑块的加速度不能太大 类型一 感悟解题规律 培养科学思维 实验操作及注意事项 例1 用如图所示的装置探究在作用力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沙桶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关系图像 并由图像确定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 解析 实验中把小桶及其中沙子受到的重力看做与小车所受拉力大小相等 没有考虑摩擦力 故必须平衡摩擦力 电磁打点计时器接在6v电压的蓄电池上将无法工作 必须接在6v以下交流电压的学生电源上 作a m关系图像 得到的是双曲线 很难作出正确的判断 必须 化曲为直 改作a 关系图像 答案 1 平衡摩擦力按图装好实验器材即b 2 步骤d6v电压的蓄电池6v以下交流电压的学生电源 3 步骤ga ma 规律方法 控制变量法的应用 本实验有f m a三个变量 探究加速度a与f及m的关系时 我们先控制一个变量 在该实验中先控制小车的质量m不变 讨论a与f的关系 再控制沙和沙桶的质量不变 即f不变 改变小车的质量m 讨论a与m的关系 类型二 数据处理与误差分析 例2 在 探究加速度与力 质量的关系 实验中 某同学使用了如图 甲 所示的装置 打点计时器的打点频率为50hz 1 该同学得到一条纸带 在纸带上取连续的a b c d e f六个计时点 如图 乙 所示 相邻两点间的距离分别为10 0mm 12 0mm 14 0mm 16 0mm 18 0mm 则打e点时小车的速度为m s 打a f两点的过程中小车的平均速度为m s 小车的加速度为m s2 答案 1 0 850 75 2 该同学要探究小车的加速度a和质量m的关系 应该保持拉力不变 得到多组数据 从中可猜测a与m可能成反比 为利用图像验证该猜测 他应描绘的图像是 选填 a m 或 a 解析 2 在拉力一定时 a与m成反比 利用多组数据描绘的a m图像是曲线 他可以描述a 图像 若图线为一条过原点的直线 则可说明a与m成反比 答案 2 a 3 该同学通过对数据的处理作出了a f图像如图 丙 所示 则 图中的直线不过原点的原因是 此图中直线发生弯曲的原因是 解析 3 由图像可知 当拉力为0时小车的加速度大于0 说明平衡摩擦力时木板右端垫得偏高 使重力沿木板向下的分力大于摩擦力 即直线不过原点的原因是平衡摩擦阻力时木板倾角过大 要使绳子所挂沙桶 包括沙 的重力大小作为细绳对小车拉力的大小 必须使沙和沙桶的质量m远小于小