《实验：探究加速度及力、质量的关系》课件(改进版)

1、1 1、牛顿第一定律：、牛顿第一定律： 2 2、惯性体现物体运动状态改变的难易程度，、惯性体现物体运动状态改变的难易程度，其大小由什么决定？其大小由什么决定？ 3 3、运动状态由哪个物理量来描述？、运动状态由哪个物理量来描述？ 复习：复习：复习思考：复习思考：？力力运动状态变化运动状态变化速度变化速度变化产生加速度产生加速度力是产生加速度的原因力是产生加速度的原因猜一猜 加速度与哪些因素有关？第二节第二节 心动 不如行动制定实验方案、设计实验制定实验方案、设计实验 小车、打点计时器、纸带、小车、打点计时器、纸带、学生电源、一端带滑轮的长木板、细学生电源、一端带滑轮的长木板、细线、刻度尺、天平、

2、钩码线、刻度尺、天平、钩码2.物体的质量用测量物体的质量用测量天平天平1.怎样测量物体的加速度？怎样测量物体的加速度？3.怎样给小车提供一个恒定的合力？怎样给小车提供一个恒定的合力？实验器材：实验器材：钩码的总重力钩码的总重力G当作小车受当作小车受到的拉力到的拉力F从打点计时器打从打点计时器打出的纸带计算出出的纸带计算出小车的加速度小车的加速度a用天平测出小车用天平测出小车的质量的质量m实验一、实验一、我们必须要使绳拉小车的力成为小车受到的我们必须要使绳拉小车的力成为小车受到的合力，否则还要计算滑动摩擦力，使问题复合力，否则还要计算滑动摩擦力，使问题复杂化，那么怎样抵消摩擦力的影响呢？杂化，那

3、么怎样抵消摩擦力的影响呢？ 平衡摩擦力平衡摩擦力 4.如何测定小车受到的合力？如何测定小车受到的合力？5.绳子拉力大小绳子拉力大小?钩码的重力。钩码的重力。等于等于6.什么情况下，绳子拉力近似等于什么情况下，绳子拉力近似等于钩码重力即小车所受的合力？钩码重力即小车所受的合力？理论计算发现：理论计算发现：当钩码质量比小车质量当钩码质量比小车质量小很多时小很多时（mM），绳子拉力近似等），绳子拉力近似等于钩码重力即小车所受的合力于钩码重力即小车所受的合力测加速度法测加速度法方案一：方案一：实验装置实验装置图图方案一：方案一：实验探究实验探究1.探究加速度与合力的关系探究加速度与合力的关系实验基本思

4、路：保持小车的质量不变，实验基本思路：保持小车的质量不变，测量小车在不同作用下的加速度，分析测量小车在不同作用下的加速度，分析加速度与合力的关系。加速度与合力的关系。做实验做实验 、得数据、填表格一、得数据、填表格一、作图象、进行分析、形成结论作图象、进行分析、形成结论怎样改变合力？怎样改变合力？当小当小车质车质量不量不变时变时次数次数F/NF/N a/m a/m s s -2 -21 12 23 34 45 50.10 0.1460.10 0.1460.20 0.3020.20 0.3020.30 0.4280.30 0.4280.40 0.5920.40 0.5920.50 0.7510.

5、50 0.751F F N Na/ma/ms s -2 -20.150.150.300.300.450.450.600.600.750.750 0.1 0.2 0.3 0.4 0.50 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5结论结论 aF2.探究加速度与质量的关系探究加速度与质量的关系实验基本思路：保持小车所受合力不变，测量实验基本思路：保持小车所受合力不变，测量不同质量的小车在该力下的加速度，分析加速不同质量的小车在该力下的加速度，分析加速度与质量的关系。度与质量的关系。做实验做实验 、得数据、填表格二、得数据、填表格二、作图象、交流分析、形成结论作图象、交流分析、形成结论怎样改变小车的质量

6、？怎样改变小车的质量？m m kgkga/ma/ms s -2 -20.20.20.40.40.60.60.80.81.01.00 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.20 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2a/ma/ms s -2 -20.20.20.40.40.60.60.80.81.01.00 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 /kg /kg -1 -1m m1 1当当拉拉力力不不变变时时次数次数m/kgm/kga/m a/m s s -2 -21 12 23 34 45 5/kg /kg -1 -12.502.502

7、.002.001.331.331.001.000.830.83m m1 10.400 0.8610.400 0.8610.500 0.6920.500 0.6920.750 0.4700.750 0.4701.000 0.3521.000 0.3521.200 0.2901.200 0.290结论结论a1/m探究加速度与力、质量的关系探究加速度与力、质量的关系1.研究方法：研究方法：2.结论：结论：控制变量法控制变量法aF a1/mFam结论结论实验须知：实验须知： v1.平衡摩擦力平衡摩擦力v2.小车开始时要靠近打点计时器小车开始时要靠近打点计时器v3. 探究探究a与与F关系时，可在小车上放

8、关系时，可在小车上放两个的钩码两个的钩码,F=mg g=9.8m/s2 4 .打点计时器打点周期打点计时器打点周期T=0.02s 心动 不如行动1整个实验平衡了摩擦力后，不管以后是整个实验平衡了摩擦力后，不管以后是改变小盘和砝码的质量还是改变小车和砝码改变小盘和砝码的质量还是改变小车和砝码的质量，都不需要重新平衡摩擦力平衡摩的质量，都不需要重新平衡摩擦力平衡摩擦力时，应在小车后拖上纸带，先接通电源，擦力时，应在小车后拖上纸带，先接通电源，再用手给小车一个初速度，若在纸带上打出再用手给小车一个初速度，若在纸带上打出的点的间隔是均匀的，则表明平衡了摩擦力，的点的间隔是均匀的，则表明平衡了摩擦力，否

9、则必须重新调整小木板的位置否则必须重新调整小木板的位置实验注意事项实验注意事项2平衡摩擦力后，每次实验时必须满足在小平衡摩擦力后，每次实验时必须满足在小车与砝码的总质量远大于砝码和小盘的总质车与砝码的总质量远大于砝码和小盘的总质量的条件下进行只有如此，砝码和小盘的总量的条件下进行只有如此，砝码和小盘的总重力才可视为与小车受到的拉力相等重力才可视为与小车受到的拉力相等3改变拉力和小车质量后，每次开始时小改变拉力和小车质量后，每次开始时小车应尽量靠近打点计时器车应尽量靠近打点计时器(或尽量远离定滑或尽量远离定滑轮的一端轮的一端)，并应先接通电源，再放开小车，并应先接通电源，再放开小车，且在小车到达

10、定滑轮前应按住小车且在小车到达定滑轮前应按住小车4各纸带的加速度各纸带的加速度a，都应是该纸带的平均，都应是该纸带的平均加速度加速度5作图象时，要使尽可能多的点在所作直作图象时，要使尽可能多的点在所作直线上，不在直线上的点应尽可能对称分布在线上，不在直线上的点应尽可能对称分布在所作直线的两侧所作直线的两侧方案二：方案二：比较法比较法方案二方案二：以小车、一端带滑轮的长木板、：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。夹子为实验器材，研究小车的运动。注意：只有当盘和砝码的质量要比小车的注意：只有当盘和砝码的

11、质量要比小车的质量小得多时，小车所受拉力才近似等于质量小得多时，小车所受拉力才近似等于盘和砝码的总重力。盘和砝码的总重力。1.1.怎样测量（或比较）物体的加速度？怎样测量（或比较）物体的加速度？2.2.怎样提供和测量物体所受的拉力怎样提供和测量物体所受的拉力F F ？1、控制、控制m相同，探讨相同，探讨加速度加速度a与与F的关系的关系实验方案原理：实验方案原理：如图所示如图所示x1x2F1F2F1, F2，在相同在相同的时间内的时间内:x1= a1t221x2 = a2t221a1/ a2=x1/x2测量出测量出x1 、x2 2、控制、控制F相同，探讨相同，探讨加速度加速度a与与m的关系的关系

12、保持物体的保持物体的质量不变质量不变，测量物体在不同的力，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作用下的加速度，分析加速度与力的关系小车质量小车质量M=M= g,g,小车上砝码质量小车上砝码质量m=m= g,g,小盘质量小盘质量M=M= g g次次数数小车小车1 1小车小车2 212345位移位移x x1 1/cm/cm位移位移x x2 2/cm/cm(M+m(M+m2 2) )（g g） ( (表表示示F F2 2大小大小) )盘中砝码盘中砝码mm2 2（g g）300 0 10 300 0 10 50502020303040406060盘中砝码盘中砝码mm1 1（g g）(

13、M+m(M+m1 1) )（g g） ( (表表示示F F1 1大小大小) )7070F F2 2 F F1 1x x2 2 / /x x1 10 0次数1234x x2 2x x1 1F F2 2F F1 1F Fa aa a1 1a a2 2为什么为什么x2 /x1可以表示小车可以表示小车2的的a？为什么为什么F2 F1可以表示小车可以表示小车2的的F?思考：思考：小车质量小车质量M=M= g,g,小盘质量小盘质量M=M= g,g,盘中砝码质量盘中砝码质量m=m= g g次次数数小车小车1 1小车小车2 212345(M+m(M+m1 1) )(M+m(M+m2 2) )保持物体所受的保持

14、物体所受的力相同力相同，测量不同质量的物，测量不同质量的物体在该力作用下的加速度，分析加速度与质体在该力作用下的加速度，分析加速度与质量的关系量的关系300 6 50300 6 50车上砝车上砝码码m m1 1（g g）位移位移x x1 1/cm/cm1001005050150150200200250250车上砝码车上砝码 m m2 2（g g）位移位移x x2 2/cm/cm小车小车1 1质量质量M M1 1小车小车2 2质量质量M M2 2300300 x x2 2 / /x x1 10 0次数1234MM2 2 MM1 1x x2 2x x1 1MM2 2MM1 1MM1 1 MM2 2

15、MM1 1MM2 2a am m1 1a a1 1a a2 2为什么为什么x2 /x1可以表示小车可以表示小车2的的a？为什么为什么M2 M1可以表示小车可以表示小车2的的M?为什么为什么M2 / M1又表示小车又表示小车2的的1/M?思考：思考： 小结小结探究加速度与力、质量的关系探究加速度与力、质量的关系1.研究方法：研究方法：2.数据处理方法：数据处理方法：3.结论：结论：控制变量法控制变量法图象法图象法aF a1/mFam1小车质量小车质量m应比重物的质量应比重物的质量m大得多，大得多，其原理将在后面的牛顿运动定律的应用中专其原理将在后面的牛顿运动定律的应用中专门讨论二者差距越小，图象线性越差门讨论二者差距越小，图象线性越差2夹口的密合性能差是造成误差的原因之夹口的密合性能差是造成误差的原因之一由于小车的质量和速度较大，夹子不易一由于小车的质量和速度较大，夹子不