人教版高中物理必修1 4.2《实验：探究加速度与力、质量的关系》ppt课件

1、1 1、牛顿第一定律：、牛顿第一定律： 2 2、惯性表达物体运动形状改动的难易程度、惯性表达物体运动形状改动的难易程度，其大小由什么决议？，其大小由什么决议？ 3 3、运动形状由哪个物理量来描画？、运动形状由哪个物理量来描画？ 复习：复习：复习思索：复习思索：？力改动力改动 物体运动形状的改动指的是物体的速度发物体运动形状的改动指的是物体的速度发生了变化，也就是说物体具有了加速度。生了变化，也就是说物体具有了加速度。力力运动形状变化运动形状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缘由力是产生加速度的缘由猜一猜 加速度与哪些要素有关？第二节第二节宿豫区实验高级中学宿豫区实验高级中

2、学 王一龙王一龙 心动 不如行动问题问题1 1：猜一猜加速度大小跟什么有关？：猜一猜加速度大小跟什么有关？问题问题2 2：根据他的阅历猜一猜加速度与力、质：根据他的阅历猜一猜加速度与力、质量有什么关系？量有什么关系？mF1mF2m1Fm2F力越大，加速度越大力越大，加速度越大 质量越小，加速度越大质量越小，加速度越大 加速度大小与物体受力大小有关加速度大小与物体受力大小有关加速度还与物体质量有关加速度还与物体质量有关质量一定时，受力越大，其加速度越大质量一定时，受力越大，其加速度越大受力一定时，质量越小，其加速度越大。受力一定时，质量越小，其加速度越大。 这里的力指物体所受合力这里的力指物体所

3、受合力研讨方法：控制变量法研讨方法：控制变量法坚持物体的质量不变，丈量物体在不同坚持物体的质量不变，丈量物体在不同作用下的加速度，分析加速度与合外力作用下的加速度，分析加速度与合外力的关系。的关系。坚持物体所受力合外力一样，丈量不同坚持物体所受力合外力一样，丈量不同质量的物体在该力下的加速度，分析加质量的物体在该力下的加速度，分析加速度与质量的关系。速度与质量的关系。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、钩码线、刻度尺、天平、钩码2.物体的质量用丈量物体的质

4、量用丈量天平天平1.怎样丈量物体的加速度？怎样丈量物体的加速度？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 G当作小车遭当作小车遭到的拉力到的拉力F 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 a用天平测出小车用天平测出小车的质量的质量m m实验一、实验一、FFfmgFN我们必需求使绳拉小车的力成为小车遭到的我们必需求使绳拉小车的力成为小车遭到的合力，否那么还要计算滑动摩擦力，使问题合力，否那么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？复杂化，那么怎样抵消摩擦力的影

5、响呢？ 1 1平衡摩擦力平衡摩擦力 4.如何测定小车遭到的合力？如何测定小车遭到的合力？5.绳子拉力大小绳子拉力大小?钩码的重力。钩码的重力。小于小于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？实际计算发现：当钩码质量比小车质量实际计算发现：当钩码质量比小车质量小很多时小很多时 ，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1 / 6测加速度法测加速度法方案一：方案一：实验安装实验安装图图方案一：方案一：实验探求实验探求1.探求加速度与合力的关系探求加速度与合力的关系实验根本思绪：坚持小车

6、的质量不变，实验根本思绪：坚持小车的质量不变，丈量小车在不同作用下的加速度，分析丈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、进展分析、构成结论作图象、进展分析、构成结论怎样改动合力？怎样改动合力？F/ NF/ Na/ms -a/ms -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

7、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 0.7510.50 0.751结论结论 aF2.探求加速度与质量的关系探求加速度与质量的关系实验根本思绪：坚持小车所受合力一样，丈量实验根本思绪：坚持小车所受合力一样，丈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、构成结论作图象、交流分析、构成结论怎样改动小车的质量？怎样改动

8、小车的质量？m/ kgm/ kga/ms -a/ms -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/ms -a/ms -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 -12.502.502.00

9、2.001.331.331.001.000.830.83m 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探求加速度与力、质量的关系探求加速度与力、质量的关系1.研讨方法：研讨方法：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.小车开场时要接近打点计时器小车开场时要接近打点计时器v3. 探求探求a与与F关系时，可在小车上放关系时

10、，可在小车上放两个的钩码两个的钩码,F=mg g=9.8m/s2v4.小车质量小车质量m= g，各种钩码质，各种钩码质量看标注量看标注v5.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，不论以后是整个实验平衡了摩擦力后，不论以后是改动小盘和砝码的质量还是改动小车和砝码改动小盘和砝码的质量还是改动小车和砝码的质量，都不需求重新平衡摩擦力平衡摩的质量，都不需求重新平衡摩擦力平衡摩擦力是指使小车所受动力擦力是指使小车所受动力(小车重力沿斜面小车重力沿斜面方向的分力方向的分力)与小车所受阻力与小车所受阻力(包括小车所受包括小车所受摩擦力和打点计时器对小车之

11、后所拖纸带的摩擦力和打点计时器对小车之后所拖纸带的摩擦力摩擦力)大小相等平衡摩擦力时，应在小大小相等平衡摩擦力时，应在小车后拖上纸带，先接通电源，再用手给小车车后拖上纸带，先接通电源，再用手给小车一个初速度，假设在纸带上打出的点的间隔一个初速度，假设在纸带上打出的点的间隔是均匀的，那么阐明平衡了摩擦力，否那么是均匀的，那么阐明平衡了摩擦力，否那么必需重新调整小木板的位置必需重新调整小木板的位置实验本卷须知实验本卷须知2平衡摩擦力后，每次实验时必需满足在小平衡摩擦力后，每次实验时必需满足在小车上所加砝码的质量远大于砝码和小盘的总质车上所加砝码的质量远大于砝码和小盘的总质量的条件下进展只需如此，砝

12、码和小盘的总量的条件下进展只需如此，砝码和小盘的总重力才可视为与小车遭到的拉力相等重力才可视为与小车遭到的拉力相等3改动拉力和小车质量后，每次开场时小改动拉力和小车质量后，每次开场时小车应尽量接近打点计时器车应尽量接近打点计时器(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，要使尽能够多的点在所作直作图象时，要使尽能够多的点在所作直线上，不在直线上的点应尽能够对称分布在线上，不在直线

13、上的点应尽能够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：以小车、一端带滑轮的方案二：以小车、一端带滑轮的长木板、粗线、砝码、钩码、天长木板、粗线、砝码、钩码、天平、刻度尺、宽口夹子为实验器平、刻度尺、宽口夹子为实验器材，研讨小车的运动。材，研讨小车的运动。留意：只需当盘和砝码的质量要比小车的留意：只需当盘和砝码的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.怎样丈量或比较物体的加速度？怎样丈量或比较物体的加速度？2.2.怎样提供和丈量物体所受的拉力怎样提供和丈量物体所受的拉力F

14、F ？1、控制、控制m一样，讨论加速度一样，讨论加速度a与与F的关系的关系实验方案原理：如下图实验方案原理：如下图x1x2F1F2F1, F2，在一，在一样的时间内样的时间内:x1= a1t2x2 = a2t2a1/ a2=x1/x2丈量出丈量出x1 、x2 2、控制、控制F一样，讨论加速度一样，讨论加速度a与与m的关系的关系坚持物体的质量不变，丈量物体在不同的力坚持物体的质量不变，丈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

15、小车小车1 1小车小车2 212345位移位移x1/cmx1/cm位移位移x2/cmx2/cm(M+m2)(M+m2)g g ( (表表示示F2F2大小大小) )盘中砝码盘中砝码m m2 2g g300 0 10 300 0 10 50502020303040406060盘中砝码盘中砝码m m1 1g g(M+m1)(M+m1)g g ( (表表示示F1F1大小大小) )7070F2 / F2 / F1F1x2 x2 /x1/x10 0次数1234x2x2x x1 1F2F2F1F1F Fa aa1a1a2a2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

16、可以表示小车可以表示小车2的的F?思索：思索：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+m1)(M+m1)(M+m2)(M+m2)坚持物体所受的力一样，丈量不同质量的物坚持物体所受的力一样，丈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m1m1g g位移位移x1/cmx1/cm1001005050150150200200250250车上砝码车上砝码 m2m2g

17、g位移位移x2/cmx2/cm小车小车1 1质量质量M1M1小车小车2 2质量质量M2M2300300 x2 x2 /x1/x10 0次数1234M2 / M2 / M1M1x2x2x x1 1MM2 2M1M1M1 / M1 / M2M2MM1 1M2M2a am m1 1a1a1a2a2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?思索：思索： 小结小结探求加速度与力、质量的关系探求加速度与力、质量的关系1.研讨方法：研讨方法：2.数据处置方法：数据处置方法：3.结论：结论：控制变量法控制变量法图象法图象法aF a1/m1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运用中专其原理将在后面的牛顿运动定律的运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呵斥误差的缘由之夹口的密合性能差是呵斥误差的缘由之一