物理：42实验：探究加速度与力、质量的关系- ppt课件

1、4.2 4.2 实验：探求加速度与力、质量的关系实验：探求加速度与力、质量的关系课前导航课前导航图图21-1所示是超市中常用的手推车我们要用同样大小所示是超市中常用的手推车我们要用同样大小的力推进它，空车时容易还是装满货物的时候容易？由此，的力推进它，空车时容易还是装满货物的时候容易？由此，我们能得出什么结论呢？我们能得出什么结论呢？图图21-1在程度面上用大小不同的力去推进同一辆小车，用力大，在程度面上用大小不同的力去推进同一辆小车，用力大，那么小车运动的间隔就大；用力小，那么小车运动的间隔就那么小车运动的间隔就大；用力小，那么小车运动的间隔就小那么物体被加速与什么要素有关呢？我们又能得出什

2、么小那么物体被加速与什么要素有关呢？我们又能得出什么结论呢？结论呢？根底梳理根底梳理知识精析知识精析一、控制变量法一、控制变量法1加速度是表示物体运动形状变化快慢的物理量根加速度是表示物体运动形状变化快慢的物理量根据现实阅历，加速度与物体的质量有关物体受力一定时，据现实阅历，加速度与物体的质量有关物体受力一定时，质量越小，加速度就越大加速度还与物体受力的大小有关，质量越小，加速度就越大加速度还与物体受力的大小有关，物体质量一定时，受力越大，其加速度越大物体质量一定时，受力越大，其加速度越大2控制变量法：加速度控制变量法：加速度a和质量和质量m、受力、受力F都有关系研都有关系研讨它们之间的关系时

3、，先坚持质量不变，丈量物体在不同的讨它们之间的关系时，先坚持质量不变，丈量物体在不同的力的作用下的加速度，分析加速度与力的关系，再坚持物体力的作用下的加速度，分析加速度与力的关系，再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，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，分析加速度与质量的关系这种先控制一个参量不变，研讨分析加速度与质量的关系这种先控制一个参量不变，研讨其他参量之间变化关系的方法叫控制变量法其他参量之间变化关系的方法叫控制变量法三、平衡摩擦力的目的和方法三、平衡摩擦力的目的和方法1目的：实验中小车要遭到摩擦阻力的作用，添加了目的：实验中小车要遭到摩擦阻

4、力的作用，添加了实验的难度垫高程度木板不带滑轮的一端，使小车本身重实验的难度垫高程度木板不带滑轮的一端，使小车本身重力沿斜面的分力平衡摩擦力，这样小车所受拉力即为合力，力沿斜面的分力平衡摩擦力，这样小车所受拉力即为合力，提高了实验胜利率提高了实验胜利率2方法：不挂托盘，使小车拖着纸带，纸带经过打点方法：不挂托盘，使小车拖着纸带，纸带经过打点计时器，并且使打点计时器处于任务形状，逐渐伐节木板的计时器，并且使打点计时器处于任务形状，逐渐伐节木板的倾角，使打下的纸带点间距相等，那么阐明小车做匀速直线倾角，使打下的纸带点间距相等，那么阐明小车做匀速直线运动，即平衡了摩擦力运动，即平衡了摩擦力四、实验本

5、卷须知四、实验本卷须知1平衡摩擦力时不要挂重物，整个实验平衡了摩擦力平衡摩擦力时不要挂重物，整个实验平衡了摩擦力后，不论以后是改动盘和砝码的质量还是改动小车及砝码的后，不论以后是改动盘和砝码的质量还是改动小车及砝码的质量，都不需求重新平衡摩擦力质量，都不需求重新平衡摩擦力2实验中必需满足小车和砝码的质量远大于小盘和砝实验中必需满足小车和砝码的质量远大于小盘和砝码的总质量只需如此，砝码和小盘的总重力才可视为与小码的总质量只需如此，砝码和小盘的总重力才可视为与小车遭到的拉力相等车遭到的拉力相等3各纸带上的加速度各纸带上的加速度a，都应是该纸带上的平均加速，都应是该纸带上的平均加速度度4作图象时，要

6、使尽能够多的点在所作直线上，不在作图象时，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所作直线两侧离直线较远直线上的点应尽能够对称分布在所作直线两侧离直线较远的点是错误数据，可舍去不予思索的点是错误数据，可舍去不予思索5小车应接近打点计时器且先接通电源再放手小车应接近打点计时器且先接通电源再放手五、误差分析五、误差分析1质量的丈量误差、纸带上打点计时器打点间隔间隔质量的丈量误差、纸带上打点计时器打点间隔间隔的丈量误差，拉线或纸带不与木板平行等都会呵斥误差的丈量误差，拉线或纸带不与木板平行等都会呵斥误差2因实验原理不完善呵斥误差：本实验中用小盘及砝因实验原理不完善呵斥误差：本实

7、验中用小盘及砝码的总重力替代小车遭到的拉力码的总重力替代小车遭到的拉力(实践上小车遭到的拉力要小实践上小车遭到的拉力要小于小盘及砝码的总重力于小盘及砝码的总重力)，存在系统误差小盘及砝码的总质，存在系统误差小盘及砝码的总质量越接近小车的质量，误差就越大；反之，小盘及砝码的总量越接近小车的质量，误差就越大；反之，小盘及砝码的总质量越小于小车的质量，误差就越小质量越小于小车的质量，误差就越小3平衡摩擦力不准呵斥误差：在平衡摩擦力时，除了平衡摩擦力不准呵斥误差：在平衡摩擦力时，除了不挂小盘外，其他的都跟正式实验一样不挂小盘外，其他的都跟正式实验一样(比如要挂好纸带、接比如要挂好纸带、接通打点计时器通

8、打点计时器)，匀速运动的标志是打点计时器打出的纸带上，匀速运动的标志是打点计时器打出的纸带上点的间隔相等点的间隔相等方法指点方法指点一、探求加速度与质量的关系一、探求加速度与质量的关系例例1某同窗在实验中坚持拉力不变，得到了小车加速某同窗在实验中坚持拉力不变，得到了小车加速度随质量变化的一组数据，如下表所示度随质量变化的一组数据，如下表所示实验实验次数次数加速度加速度a/(ms2)小车与砝码小车与砝码总质量总质量m/kg小车与砝码小车与砝码总质量的倒数总质量的倒数m1/kg110.290.205.020.250.254.030.220.303.340.180.352.950.160.402.5

9、请他在图请他在图212甲方格纸中建立适宜坐标系并画出能直观反甲方格纸中建立适宜坐标系并画出能直观反映出加速度与质量关系的图线映出加速度与质量关系的图线 图图21-2甲甲解析先确定坐标的含意，再按表格数据描点，最后把解析先确定坐标的含意，再按表格数据描点，最后把各点连成直线各点连成直线二、探求加速度与力的关系二、探求加速度与力的关系在在“探求加速度与力、质量的关系的实验中，假设测探求加速度与力、质量的关系的实验中，假设测得某一物体得某一物体M一定时，一定时，a与与F的关系的有关数据资料如下表的关系的有关数据资料如下表. (1)根据表中数据，画出根据表中数据，画出aF图象图象 (2)从图象可以断定

10、：当从图象可以断定：当M一定时，一定时，a与与F的关系为的关系为_假设假设a与与F成正比，图象应是一条过原点的直线同时因成正比，图象应是一条过原点的直线同时因实验中不可防止地出现误差，描出的点不在一条直线上是很实验中不可防止地出现误差，描出的点不在一条直线上是很正常的，连线时应使直线过尽量多的点，不在直线上的点应正常的，连线时应使直线过尽量多的点，不在直线上的点应大致对称分布在直线两侧，离直线较远的点应视为错误数据，大致对称分布在直线两侧，离直线较远的点应视为错误数据，不予思索不予思索a/(ms2)1.984.065.958.12F/N1.002.003.004.00(1)aF图象如下图图象如

11、下图(2)由图象可知由图象可知a与与F成正比关系成正比关系答案答案(1)如下图如下图(2)正比关系正比关系点评由于点评由于a与与F成正比，所以尽量把图线画成经过原点，成正比，所以尽量把图线画成经过原点，直线的斜率表示物体质量的倒数直线的斜率表示物体质量的倒数变式训练变式训练1某同窗在做某同窗在做“探求加速度与力、质量的关系的实验时，探求加速度与力、质量的关系的实验时，画出了如图画出了如图213甲所示的三条图线，这三条图线表示实验甲所示的三条图线，这三条图线表示实验中的中的_不同不同 图图21-3甲甲解析如图解析如图213乙所示，过乙所示，过F轴上的某一点作一条平行轴上的某一点作一条平行于于a轴

12、的直线，与三条图线有三个交点，可以看出三个交点轴的直线，与三条图线有三个交点，可以看出三个交点对应的纵坐标对应的纵坐标a的值不同，的值不同，a的值越小，运动形状越难改动，的值越小，运动形状越难改动，惯性越大，质量也就越大，可见三条图线对应实验中物体的惯性越大，质量也就越大，可见三条图线对应实验中物体的质量不同，且斜率越小的，质量越大质量不同，且斜率越小的，质量越大图图21-3乙乙答案小车的质量答案小车的质量三、实验误差分析三、实验误差分析例例3用图用图214甲所示的安装研讨质量一定时加速度与甲所示的安装研讨质量一定时加速度与作用力的关系研讨的对象是放在长木板上的小车，小车的作用力的关系研讨的对

13、象是放在长木板上的小车，小车的质量为质量为M，长木板是程度放置的小车前端拴着细轻绳，跨，长木板是程度放置的小车前端拴着细轻绳，跨过定滑轮，下面吊着沙桶实验中以为细绳对小车的作用力过定滑轮，下面吊着沙桶实验中以为细绳对小车的作用力F等于沙和桶的总重力等于沙和桶的总重力mg.用改动沙的质量的方法来改动小车用改动沙的质量的方法来改动小车的作用力的作用力F，用打点计时器测出小车的加速度，用打点计时器测出小车的加速度a，得出假设干，得出假设干组组F和和a的数据然后根据测得的数据作出的数据然后根据测得的数据作出aF 图线图线图图21-4一学生作出图一学生作出图21-4乙所示的图线，发现横轴上的截距乙所示的

14、图线，发现横轴上的截距OA较大，明显地超出了偶尔误差的范围，这是由于在实验中没较大，明显地超出了偶尔误差的范围，这是由于在实验中没有进展下面的步骤，即有进展下面的步骤，即.解析细绳对小车的拉力解析细绳对小车的拉力F到达一定的数值前，小车仍到达一定的数值前，小车仍静止，表示木板的摩擦力不能忽略，同时也阐明该同窗做实静止，表示木板的摩擦力不能忽略，同时也阐明该同窗做实验时，没有给实验安装平衡摩擦力验时，没有给实验安装平衡摩擦力答案给实验安装平衡摩擦力答案给实验安装平衡摩擦力变式训练变式训练2假设此学生根据测得的数据作出的假设此学生根据测得的数据作出的aF图线如图图线如图215所示，那么：所示，那么

15、：图图21-5 (1)实验中出现误差的缘由是什么？实验中出现误差的缘由是什么？ 答：答：_.(2)应该怎样处置这种情况？应该怎样处置这种情况？ 答：答：_.解析当力解析当力F为零时，加速度不为零，就阐明当力为零为零时，加速度不为零，就阐明当力为零时，小车仍在长木板上向下加速，其缘由就是平衡摩擦力时时，小车仍在长木板上向下加速，其缘由就是平衡摩擦力时长木板倾角过大，使得小车的重力沿斜面向下的分力大于小长木板倾角过大，使得小车的重力沿斜面向下的分力大于小车所受滑动摩擦力，所以应重新调整木板，平衡摩擦力车所受滑动摩擦力，所以应重新调整木板，平衡摩擦力答案答案(1)平衡摩擦力时，长木板的倾角过大平衡摩

16、擦力时，长木板的倾角过大(2)减小长木板的倾角，重新平衡摩擦力减小长木板的倾角，重新平衡摩擦力四、实验本卷须知四、实验本卷须知例例4在在“探求加速度与力、质量的关系的实验中，当探求加速度与力、质量的关系的实验中，当作用力一定时作用力一定时(悬挂的重物或沙桶重力不变悬挂的重物或沙桶重力不变)，探求加速度与，探求加速度与质量的关系时，以下说法正确的选项是质量的关系时，以下说法正确的选项是()A平衡摩擦力时，应将装沙的小桶用细绳经过定滑轮平衡摩擦力时，应将装沙的小桶用细绳经过定滑轮系在小车上系在小车上B每次改动小车质量时，不需求重新平衡摩擦力每次改动小车质量时，不需求重新平衡摩擦力C实验时，先放开小车，再接通打点计时器的电源实验时，先放开小车，再接通打点计时器的电源D小车运动的加速度可用天平测出小车的质量小车运动的加速度可用天平测出小车的质量M和沙和沙及沙桶的质量及沙桶的质量m，直接用公式，直接用公式 求出求出解析在平衡摩擦力时，不应将装沙的小桶经过定滑轮解析在平衡摩擦力时，不应将装沙的小桶经过定滑轮连在小车上，而是在木板后端垫上顺应厚度的薄片，再