高一物理必修一4.2实验探究加速度与力质量的关系新人教版必修1

1、力和运动的关系是怎样的？力和运动的关系是怎样的？力是改变物体运动状态的原因力是改变物体运动状态的原因力是物体速度改变的原因力是物体速度改变的原因力是产生加速度的原因力是产生加速度的原因问题：加速度与哪些因素有关？问题：加速度与哪些因素有关？加速度与力、质量有关加速度与力、质量有关前提测评：前提测评：即物体所受合外力即物体所受合外力不为不为0是产生加速度是产生加速度的原因的原因猜想：加速度与力、质量是怎样的猜想：加速度与力、质量是怎样的关系？关系？你猜想的理由是什么？你猜想的理由是什么？4.2 实验：探究加速度与力、质量的关系实验：探究加速度与力、质量的关系学习目标学习目标 ：1、学会通过实验探

2、究物体加速度与、学会通过实验探究物体加速度与 力、质量的关系力、质量的关系 2、在实验中掌握打点计时器的用法、在实验中掌握打点计时器的用法 3、对自己的实验结果进行归纳分析、对自己的实验结果进行归纳分析 探究实验探究实验一、实验器材：一、实验器材： 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1、小车质量的测量用、小车质量的测量用 。 天平2、打点计时器的用途是：、打点计时器的用途是：打出纸带，测量计算小车的加速度。导学达标导学达标3、如何才能给小车提供一个恒定的 合外力？4、如何来测量小车所受的合外力？ 例例1 1、如图一个木块正在倾角为、如图一个木块正在倾角为

3、为的三角斜面上为的三角斜面上匀速下滑，试求斜面的动摩擦因数。匀速下滑，试求斜面的动摩擦因数。问：如果此时给物体加上一个沿斜面向 下的力F，那物体现在受到的合外 力是多少？NGcosGsinNmgcos GNFfcossinmgNmg所以：所以：tancossin5、如何来平衡摩擦力？ 可将长木板倾斜一定角度，应该等于 ，此时物体在斜面上受到的合力为0。做实验时肯定无法这么准确，我们只要把木板倾斜到物体在斜面上大致能够匀速下滑（可以根据纸带上的点来判断）。 arctan6、绳子的拉力等于钩码的重量吗？ 为什么？ 不等于！因为钩码向下加速，所以绳子的拉力小于钩码的重力。 7、什么情况下钩码重力可以

4、近似等于 绳子拉力即小车所受的合外力？ 当砝码质量比小车质量小得多时（1/6），绳子的拉力近似等于砝码的重力，即小车受到合外力近似等于砝码的重力。 实验装置实验装置图图A、加速度与合外力的关系、加速度与合外力的关系 实验基本思路：实验基本思路：保持物体的质量不变， 测量物体在不同的合力 作用下物体的加速度， 分析加速度与合外力 的关系。 实验数据的记录处理：实验数据的记录处理： 实验数据实验数据实验次数实验次数a/m/sa/m/s2 2F/NF/N第一次第一次第二次第二次第三次第三次Fa00.20.40.61.02.03.01.00.201.60.402.00.5B、加速度与质量的关系、加速度

5、与质量的关系 :实验的基本思路：实验的基本思路：保持物体所受的合外 力相同，测量不同质 量的物体在该力的作 用下的加速度，分析 加速度与质量的关系。 实验数据实验数据实验次数实验次数a/m/sa/m/s2 21/m1/m第一次第一次第二次第二次第三次第三次0.255.00.154.00.103.3实验数据记录处理：实验数据记录处理： a1/m02.04.06.00.10.20.30.050.150.254、注意事项：、注意事项：（1）所挂砝码的质量要远远小于小车的质量，）所挂砝码的质量要远远小于小车的质量，这样小车受到的拉力才等于砝码的质量。这样小车受到的拉力才等于砝码的质量。（2）要将长木板

6、的一端适当垫高，用小车的重）要将长木板的一端适当垫高，用小车的重力的分力将摩擦力平衡掉。力的分力将摩擦力平衡掉。（3）控制变量法：）控制变量法：m不变，不变，F变时：小车的质量不变，改变变时：小车的质量不变，改变所挂钩码的个数。所挂钩码的个数。F不变，不变， m变时：保持所挂钩码个数不变，变时：保持所挂钩码个数不变，在小车上放上钩码。在小车上放上钩码。实验结论：实验结论：加速度与力成正比，与质量成反比。加速度与力成正比，与质量成反比。即：即： a F m1a1 1在在“探究加速度与力、质量的关系探究加速度与力、质量的关系”实验中，为了平衡摩实验中，为了平衡摩擦力，需要在长木板的下面垫一木块（木

7、块垫在没有滑轮的一擦力，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记数点之间的距离都相邻记数点之间的距离都_为止这时小车在斜面上所为止这时小车在斜面上所做的是做的是_运动，小车拖着纸带运动时受到的摩擦阻力恰运动，小车拖着纸带运动时受到的摩擦阻力恰好与小车的好与小车的_ 平衡平衡2 2实验台上备有下列器材：实验台上备有下列器材：A A打点计时器，纸带及复写纸片；打点计时器，纸带及复写纸片；B B附有定滑轮的长木板；附有定滑轮的长木板；C C小车；小车；D D砝码；砝码；E E钩码

8、；钩码；F F小桶、细绳、砂；小桶、细绳、砂；G G两根导线；两根导线；H H秒表；秒表；天平（附天平（附砝码）；砝码）；J J刻度尺；刻度尺；K K弹簧秤；弹簧秤；L L6 V6 V蓄电池；蓄电池；M M低压交低压交流电源流电源探究加速度与力、质量的关系实验需要的器材有：探究加速度与力、质量的关系实验需要的器材有：_ 达标测评：达标测评：相等相等匀速直线匀速直线重力沿斜面向下的分力重力沿斜面向下的分力 ABCDFGIJM3图图424为为“探究加速度与力、质量的关系探究加速度与力、质量的关系”实验中用打点计实验中用打点计时器打出的一条较理想的纸带，纸带上时器打出的一条较理想的纸带，纸带上A、B、C、D、E、F、G为为七个相邻的计数点，相邻计数点间的时间间隔为七个相邻的计数点，相邻计数点间的时间间隔为0.1 s，各计数点间，各计数点间距离如图中所示，单位是距离如图中所示，单位是cm小车的加速度为小车的加速度为_ms21.59m/s221413Txxa22513Txxa23613Txxa33)()()(32362514321Txxxxxxaaaa222/59. 1) 1 . 0(91015.13)15.1365.40(sma所以：所以：该图象表明实验时没有平衡掉摩擦力。该图象表明实验时没有平衡掉摩擦力。aF04、以下图象是某小