人教版高中物理必修一：42实验：探究加速度与力及质量的关系-课件

温故知新力是改变物体运动状态的原因运动状态变化速度变化加速度质量是决定物体运动状态变化难易程度的唯一因素跟力、质量有关?CompanyLogo温故知新力是改变物体运动状态的原因运动状态变化速度变化加速度12探究加速度与力、质量的关系2探究加速度与力、质量的关系21：在书本上撒一些碎纸片，先用嘴轻轻地吹，再用力使劲吹，我们会观察到什么的现象？你能得到什么结论？2：在书本上撒一些小石子和一些碎纸片，用力使劲吹。我们又会观察到什么的现象？又能得到什么结论？

结论：对某一物体而言，受到的力越大，其运动状态越容易改变，即加速度越大。结论：对不同物体而言，受到相同的力，质量越小，其运动状态越容易改变，即加速度越大。CompanyLogo1：在书本上撒一些碎纸片，先用嘴轻轻地吹，再用力使劲吹，我们3

加速度与力、物体的质量有什么定量的关系？猜想：加速度与力成正比加速度与质量成反比。猜想与假设结论1：对同一物体，受力越大，加速度越大。结论2：物体受力相同时，质量越大，加速度越小。CompanyLogo加速度与力、物体的质量有什么定量的关系？猜想：加速4F1<F2m1<m2mF1mF2m1Fm2F控制变量法定性讨论定性讨论猜测制定计划设计实验：CompanyLogoF1<F2m1<m2mF1mF2m1Fm2F控制变量法定性讨5实验方案讨论方案一：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。用天平测出小车的质量m从打点计时器打出的纸带计算出小车的加速度a砝码的总重力G当作小车受到的拉力FCompanyLogo实验方案讨论方案一：小车、打点计时器、纸带、一端带滑轮的长木611、凡为教者必期于达到不须教。对人以诚信，人不欺我;对事以诚信，事无不成。12、首先是教师品格的陶冶，行为的教育，然后才是专门知识和技能的训练。13、在教师手里操着幼年人的命运，便操着民族和人类的命运。2024/4/22024/4/202April202414、孩子在快乐的时候，他学习任何东西都比较容易。15、纪律是集体的面貌，集体的声音，集体的动作，集体的表情，集体的信念。16、一个人所受的教育超过了自己的智力，这样的人才有学问。17、好奇是儿童的原始本性，感知会使儿童心灵升华，为其为了探究事物藏下本源。四月242024/4/22024/4/22024/4/24/2/202418、人自身有一种力量，用许多方式按照本人意愿控制和影响这种力量，一旦他这样做，就会影响到对他的教育和对他发生作用的环境。2024/4/22024/4/2

11、凡为教者必期于达到不须教。对人以诚信，人不欺我;对事以7二、实验步骤1．用天平测出小车的质量M，并把数值记录下来．2．按图4－2－4所示的装置把实验器材安装好(小车上先不系绳)．3．平衡摩擦力：在长木板不带定滑轮的一端下面垫一木块，反复移动木块位置，直到轻推小车在斜面上运动时可保持匀速直线运动为止(纸带上相邻点间距相等)．二、实验步骤1．用天平测出小车的质量M，并把数值记录下来．284．在小桶里放入适量的砂，通过细绳系在小车上，在小车上加放适量的砝码，用天平测出小桶和砂的质量m，记录下来．接通电源，放开小车，待打点计时器在纸带上打好点后取下纸带，并设计表格如下.5.保持小车的质量不变，改变砂和小桶的质量，按步骤4再做5次实验．6．在每条纸带上选取一段比较理想的部分，算出每条纸带对应的加速度的值，填入表格中．4．在小桶里放入适量的砂，通过细绳系在小车上，在小车上加放适97．用纵坐标表示加速度，横坐标表示作用力，根据实验结果画出小车运动的a－F图象，从而得出a－F的关系．7．用纵坐标表示加速度，横坐标表示作用力，根据实验结果画出小10三、误差分析三、误差分析11四、注意事项1．实验中小车靠近打点计时器且应先接通电源后释放小车．2．在平衡摩擦力时，不要悬挂小桶，但小车应连着纸带且接通电源．用手轻轻地给小车一个初速度，如果在纸带上打出的点的间隔均匀，表明小车受到的阻力跟它受到的重力沿斜面向下的分力平衡．3．改变砂的质量过程中，要始终保证砂桶(包括砂)的质量远小于小车的质量．4．作图时应使所作的直线通过尽可能多的点，不在直线上的点也要尽可能的对称分布在直线的两侧，但若遇到个别偏离较远的点可舍去．四、注意事项1．实验中小车靠近打点计时器且应先接通电源后释放12方案二：以两只小车、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。实验方案讨论CompanyLogo方案二：以两只小车、一端带滑轮的长木板、粗线、砝码、钩码、天13探究方案质量保持不变合外力保持不变CompanyLogo探究方案质量保持不变合外力保持不变www.thmemgall14实验结论：（注意：这里的力指的是物体所受的合外力）1、m一定，加速度a与F的定量关系：2、F一定，加速度a与m的定量关系:CompanyLogo实验结论：（注意：这里的力指的是物体所受的合外力）1、m一定15F∝ma物体加速度的大小跟它受到的作用力成正比、跟它的质量成反比，加速度的方向跟作用力的方向相同找到规律：牛顿第二定律F=kma归纳法CompanyLogoF∝ma物体加速度的大小跟它受到的作用力成正比、跟它的质量16【例1】用如图4－2－5所示的装置研究在作用力F一定时，小车的加速度a与小车质量M的关系，某位同学设计的实验步骤如下：A．用天平称出小车和小桶及内部所装砂子的质量；B．按图装好实验器材；C．把轻绳系在小车上并绕过定滑轮悬挂砂桶；D．将电磁打点计时器接在6V电压的蓄电池上，接通电源，放开小车，打点计时器在纸带上打下一系列点，并在纸带上标明小车质量；E．保持小桶及其中砂子的质量不变，增加小车上的砝码个数，并记录每次增加后的M值，重复上述实验；F．分析每条纸带，测量并计算出加速度的值；G．作a－M关系图象，并由图象确定a－M关系．(1)该同学漏掉的重要实验步骤是________，该步骤应排在________步实验之后．(2)在上述步骤中，有错误的是________，应把________改为________．(3)在上述步骤中，处理不恰当的是________，应把________改为________．图4－2－5【例1】用如图4－2－5所示的装置研究在作用力F一定时，小17A．用天平称出小车和小桶及内部所装砂子的质量；B．按图装好实验器材；C．把轻绳系在小车上并绕过定滑轮悬挂砂桶；D．将电磁打点计时器接在6V电压的蓄电池上，接通电源，放开小车，打点计时器在纸带上打下一系列点，并在纸带上标明小车质量；E．保持小桶及其中砂子的质量不变，增加小车上的砝码个数，并记录每次增加后的M值，重复上述实验；F．分析每条纸带，测量并计算出加速度的值；G．作a－M关系图象，并由图象确定a－M关系．必须平衡摩擦力交流电A．用天平称出小车和小桶及内部所装砂子的质量；必须平衡摩擦力18【例1】用如图4－2－5所示的装置研究在作用力F一定时，小车的加速度a与小车质量M的关系，某位同学设计的实验步骤如下：A．用天平称出小车和小桶及内部所装砂子的质量；B．按图装好实验器材；C．把轻绳系在小车上并绕过定滑轮悬挂砂桶；D．将电磁打点计时器接在6V电压的蓄电池上，接通电源，放开小车，打点计时器在纸带上打下一系列点，并在纸带上标明小车质量；E．保持小桶及其中砂子的质量不变，增加小车上的砝码个数，并记录每次增加后的M值，重复上述实验；F．分析每条纸带，测量并计算出加速度的值；G．作a－M关系图象，并由图象确定a－M关系．(1)该同学漏掉的重要实验步骤是__________，该步骤应排在____步实验之后．(2)在上述步骤中，有错误的是________，应把____________________________改为___________________________________________．(3)在上述步骤中，处理不恰当的是________，应把________改为________．图4－2－5平衡摩擦力B步骤D6V电压的蓄电池6V以下交流电压的学生电源步骤Ga－M

【例1】用如图4－2－5所示的装置研究在作用力F一定时，小19【例2】在“探究加速度与力、质量的关系”活动中，某小组设计了如图4－2－6所示的实验装置．图中上下两层水平轨道表面光滑，两小车前端系上细线，细线跨过滑轮并挂上砝码盘，两小车尾部细线连到控制装置上，实验时通过控制装置使两小车同时开始运动，然后同时停止．(1)在安装实验装置时，应调整滑轮的高度，使______________________；为减小系统误差，应使砝码盘和砝码的总质量________(选填“远大于”“远小于”或“等于”)小车的质量．(2)本实验通过比较两小车的位移来比较小车加速度的大小，能这样比较，是因为_______________________________图4－2－6平行细线与轨道平行(或水平)远小于整体：小车：两小车从静止开始做匀加速直线运动，运动时间相等【例2】在“探究加速度与力、质量的关系”活动中，某小组设计20(3)实验中获得数据如下表所示：小车Ⅰ、Ⅱ的质量均为200g.在第1次实验中小车Ⅰ从A点运动到B点的位移如图4－2－7所示，请将测量结果填到表中空格处．通过分析，可知表中第____次实验数据存在明显错误，应舍弃．图4－2－70.50cm23.86cm

23.36对比数据3(3)实验中获得数据如下表所示：小车Ⅰ、Ⅱ的质量均为20021【例3】“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置如图4－2－8甲所示．(1)在平衡小车与桌面之间摩擦力的过程中，打出了一条纸带如图4－2－8乙所示．计时器打点的时间间隔为0.02s．从比较清晰的点起，每5个点取一个计数点，量出相邻计数点之间的距离．该小车的加速度大小a＝________m/s2.(结果保留两位有效数字)图4－2－8T＝0.1sx1＝3.52cmx2＝3.68cm

x3＝3.83cmx2－x1＝a1T2

x3－x2＝a2T2

0.16【例3】“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置如图4－2－22(2)平衡摩擦力后，将5个相同的砝码都放在小车上．挂上砝码盘，然后每次从小车上取一个砝码添加到砝码盘中，测量小车的加速度．小车的加速度a与砝码盘中砝码总重力F的实验数据如下表：请根据实验数据在图4－2－9中作出a－F的关系图象．(3)根据提供的实验数据作出的a－F图线不通过原点，请说明主要原因．图4－2－9砝码盘中砝码总重力F/N

0.196

0.392

0.5880.784

0.980

加速度a/(m·s－2)

0.69

1.18

1.66

2.18

2.70

砝码盘的重力为F0

截距0.40.81.21.02.03.0·····(2)平衡摩擦力后，将5个相同的砝码都放在小车上．挂上砝码盘23借题发挥实验中作出的a－F图象有时不过原点．主要原因是：实验中没有考虑砝码托盘的质量，误将砝码的重力等于拉力F，或是平衡摩擦力时垫得太高了，会出现图象甲的情况；砝码托盘的重力或平衡摩擦过度的力实验中没有平衡摩擦力或摩擦力平衡不充分，会出现图象乙的情况．摩擦力或平衡摩擦不足部分借题发挥实验中作出的a－F图象有时不过原点．主要原因是24在探究加速度与力、质量的关系实验中，小车及车中砝码的质量用M表示，盘及盘中砝码的质量用m表示，小车的加速度可由小车后拖动的纸带打上的点计算出．(1)当M与m的大小关系满足________时，才可以认为绳对小车的拉力大小等于盘及盘中砝码的重力．(2)一组同学在做加速度与质量的关系实验时，保持盘及盘中砝