湖南省邵阳市隆回县第二中学高中物理 4.2探究加速度与力和质量的关系课件 新人教版必修1.ppt

4 2实验 探究加速度与力 质量的关系 物体的加速度a可能和哪些因素有关 思考 f1 f2 m1 m2 结论 当物体质量一定时 物体的加速度随着力的增大而增大 结论 当力一定时 物体的加速度随着质量的增大而减小 注意 这里的力指的是物体所受的合力 加速度a与力f 质量m存在怎样的定量关系呢 假设和猜想 m一定 a f f一定 a 1 m 应该采用什么样的物理方法来研究a与f m的定量关系呢 保持m不变 研究a与f的关系 保持f不变 研究a与m的关系 研究方法 控制变量法 一 确定研究方法 1 如何测量物体的质量 加速度和受到的力 2 怎样设计实验步骤 怎样选用和调试实验器材 3 如何采集实验数据 怎样对实验数据进行分析 二 设计实验方案 1 怎样测量 或比较 物体的加速度a 2 怎样提供并测量物体所受的恒力f 制定实验方案时的两个问题 用重力表示 方案一 以小车 一端带滑轮的长木板 粗线 砝码 钩码 天平 刻度尺 宽口夹子为实验器材 研究小车的运动 实验方案 注意 只有当盘和砝码的总质量远小于小车的质量时 小车所受拉力才近似等于盘和砝码的总重力 实验方案 保持m不变 保持f不变 探究加速度与力的关系 保持物体的质量不变 测量物体在不同的力作用下的加速度 分析加速度与力的关系 位移x1 cm 位移x2 cm m m 2 g 表示f2大小 盘中砝码质量m 2 g 300010 50 20 30 40 60 盘中砝码质量m 1 g m m 1 g 表示f1大小 70 探究加速度与力的关系 f a 探究加速度与质量的关系 m m1 g m m2 g 保持物体所受的力不变 测量不同质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 300650 车上砝码质量m1 g 位移x1 cm 100 50 150 200 250 车上砝码质量m2 g 位移x2 cm 小车1质量m1 小车2质量m2 300 探究加速度与质量的关系 m2 m1 m1 m2 a 方案二 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 天平为器材 研究小车运动 方案三 小车 一端带滑轮的长木板 细线 砝码 钩码 利用频闪照相 拍下小车运动情况进行分析 求出加速度a 其他方案 钩码的总重力g当作小车受到的拉力f 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 0 100 146 0 200 302 0 300 428 0 400 592 0 500 751 数据处理 加速度与力的关系 如何更直观地处理数据 数据处理 加速度与质量的关系 气垫导轨装置 你是否还有其他的实验方案 当钩码的质量远小于小车的质量时 小车与木板间的摩擦阻力就不能忽略了 这个问题如何解决 平衡摩擦力问题 某同学根据测量数据画出a f图线 表明实验中的问题是 没有平衡掉摩擦力 p73 m 1 要平衡小车的摩擦力 2 拉小车的钩码质量应远小于小车的质量 3 图象法处理实验数据技巧 课堂小结 1 有4位同学在做 探究加速度与作用力 质量的关系 的实验中 分别得出如下图4中a b c d四条图线 设小车质量和车上砝码质量之和为m 砂及砂桶的总质量为m 其中图a b c是a f图线 图d是a 1 m图线 则以下说法中正确的是 a a和b较好地把握了实验条件m m b c和d则没有把握好实验条件m m c a同学平衡摩擦力时使长木板倾角太小 而b同学使长木板倾角太大d a b c三同学中 c同学较好地完成了平衡摩擦力的操作 目标检测 解析 只有当m m 时 才可认为f m g 改变砂和砂桶的质量m 加速度a才与f成正比 图线应为直线 故选项a b正确 图线交于坐标原点时表明摩擦力已被平衡 这时摩擦力大小等于小车和砝码m的重力沿斜面向下的分力大小 只要有牵引力f的作用 小车就要加速 图线交于a轴 表明没有牵引力就有加速度 这是平衡摩擦力过甚 图线交于f轴时 在有较小的牵引力时 也没有加速度 这是平衡摩擦力不够 因此 选项c d也正确 答案 abcd 2 已知物体的加速度a与物体受到的力f及物体的质量m满足关系式a f a 1 m 在光滑的水平面上有一质量为m的物体受到水平力f作用 在t时间内开始移动了x距离 今要使距离变为4x 可采用以下哪一种方法 a 将水平恒力增大为4fb 将物体质量减小为原来的c 将作用时间增为2td 将作用时间增为t 解析 当质量m不变 作用时间不变时 作用力增为4f 加速度a增为原来的4倍 由得 距离变为4x 当f和m不变时 a不变 当时间变为2t时 由得 距离变为4x 答案 ac ac 3 实验中保持滑块质量不变 改变滑块受力时 测出滑块在相等时间内由静止开始运动的位移x 以小车的受力f为横坐标 以小车的位移x为