高中物理課件探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系.ppt

實(shí)驗(yàn)四 探究加速度與力、質(zhì)量 的關(guān)系,實(shí)驗(yàn)四 探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系,本課欄目開(kāi)關(guān),實(shí)驗(yàn)四 探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系,基礎(chǔ)再現(xiàn)深度思考,本課欄目開(kāi)關(guān),【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?1學(xué)會(huì)用控制變量法研究物理規(guī)律 2驗(yàn)證牛頓第二定律 3掌握利用圖像處理數(shù)據(jù)的方法,實(shí)驗(yàn)四 探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系,基礎(chǔ)再現(xiàn)深度思考,本課欄目開(kāi)關(guān),【實(shí)驗(yàn)原理 】,探究加速度a與力F及質(zhì)量m的關(guān)系時(shí)，應(yīng)用的基本方法是控制變量法，即先控制一個(gè)參量小車(chē)的質(zhì)量m不變，討論加速度a與力F的關(guān)系，再控制小盤(pán)和砝碼的質(zhì)量不變，即力F不變，改變小車(chē)質(zhì)量m，討論加速度a與m的關(guān)系,實(shí)驗(yàn)四 探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系,基礎(chǔ)再現(xiàn)深度思考,本課欄目開(kāi)關(guān),【實(shí)驗(yàn)器材 】,打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、紙帶、復(fù)寫(xiě)紙、小車(chē)、一端附有定滑輪的長(zhǎng)木板、小盤(pán)、夾子、細(xì)繩、低壓交流電源、導(dǎo)線(xiàn)、天平、刻度尺、砝碼,實(shí)驗(yàn)四 探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系,基礎(chǔ)再現(xiàn)深度思考,本課欄目開(kāi)關(guān),【實(shí)驗(yàn)步驟 】,1用天平測(cè)出小車(chē)和盛有砝碼的小盤(pán)的質(zhì)量m和m. 2安裝實(shí)驗(yàn)器材(如圖1所示) 3平衡摩擦力 4小盤(pán)繞過(guò)滑輪系于小車(chē)上， 先通電源后放開(kāi)小車(chē)，取下紙帶編號(hào)碼 5保持小車(chē)的質(zhì)量m不變，改變砝碼和小盤(pán)的質(zhì)量 m，重復(fù)步驟4. 6在每條紙帶上選取一段比較理想的部分 測(cè)加速度a.,圖1,實(shí)驗(yàn)四 探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系,基礎(chǔ)再現(xiàn)深度思考,本課欄目開(kāi)關(guān),7作aF的圖像，描點(diǎn)作圖，若這些點(diǎn)在一條直線(xiàn)上，證明了加速度與力成正比 8保持砝碼和小盤(pán)的質(zhì)量m不變，改變小車(chē)質(zhì)量m，重復(fù)步驟4和6，作a 1/m圖像，若圖像為一直線(xiàn)，則證明加速度與質(zhì)量成反比,【加速度與力】,【加速度與質(zhì)量】,實(shí)驗(yàn)四 探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系,基礎(chǔ)再現(xiàn)深度思考,本課欄目開(kāi)關(guān),【數(shù)據(jù)處理】,1探究加速度與力的關(guān)系 以加速度a為縱坐標(biāo)，以F為橫坐標(biāo)，根據(jù)測(cè)量的數(shù)據(jù)描點(diǎn)，然后作出圖像，看圖像是否是通過(guò)原點(diǎn)的直線(xiàn)，就能判斷a與F是否成正比,實(shí)驗(yàn)四 探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系,基礎(chǔ)再現(xiàn)深度思考,本課欄目開(kāi)關(guān),2探究加速度與質(zhì)量的關(guān)系 以a為縱坐標(biāo)、m為橫坐標(biāo)，根據(jù)各組數(shù)據(jù)在坐標(biāo)系中描點(diǎn)，將會(huì)得到如圖2甲所示的一條曲線(xiàn)由圖線(xiàn)只能看出m增大時(shí)a減小，但a與m具體是什么關(guān)系，不能得出若以a為縱坐標(biāo)，1/m為橫坐標(biāo)，將會(huì)得到如圖乙所示的一條過(guò)原點(diǎn)的傾斜直線(xiàn)，據(jù)此可判斷a與m成反比,圖2,實(shí)驗(yàn)四 探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系,基礎(chǔ)再現(xiàn)深度思考,本課欄目開(kāi)關(guān),【注意事項(xiàng) 】,1平衡摩擦力：一定要做好平衡摩擦力的工作，也就是調(diào)出一個(gè)合適的斜面，使小車(chē)的重力沿著斜面方向的分力正好平衡小車(chē)受的摩擦阻力在平衡摩擦力時(shí)，不要把懸掛小盤(pán)的細(xì)線(xiàn)系在小車(chē)上，即不要給小車(chē)加任何牽引力，并要讓小車(chē)拖著打點(diǎn)的紙帶運(yùn)動(dòng) 2不重復(fù)平衡摩擦力：實(shí)驗(yàn)步驟2、3不需要重復(fù)，即整個(gè)實(shí)驗(yàn)平衡了摩擦力后，不管以后是改變小盤(pán)和砝碼的總質(zhì)量還是改變小車(chē)的質(zhì)量，都不需要重新平衡摩擦力 3實(shí)驗(yàn)條件：每條紙帶必須在滿(mǎn)足小車(chē)的質(zhì)量遠(yuǎn)大于小盤(pán)和砝碼的總質(zhì)量的條件下打出只有如此，小盤(pán)和砝碼的總重力才可視為小車(chē)受到的拉力 4一先一后：改變拉力和小車(chē)質(zhì)量后，每次開(kāi)始時(shí)小車(chē)應(yīng)盡量靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，并應(yīng)先接通電源，再釋放小車(chē),實(shí)驗(yàn)四 探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系,基礎(chǔ)再現(xiàn)深度思考,本課欄目開(kāi)關(guān),【例1 】某實(shí)驗(yàn)小組在“探究加速度與物體受力的關(guān)系”實(shí) 驗(yàn)中，設(shè)計(jì)出如下的實(shí)驗(yàn)方案，其實(shí)驗(yàn)裝置如圖3所 示已知小車(chē)質(zhì)量M214.6 g，砝碼盤(pán)質(zhì)量m07.8 g， 所使用的打點(diǎn)計(jì)時(shí)器交流電頻率f50 Hz.其實(shí)驗(yàn)步驟是： A按圖中所示安裝好實(shí)驗(yàn)裝置； B調(diào)節(jié)長(zhǎng)木板的傾角，輕推小車(chē)后，使小車(chē)能沿長(zhǎng)木 板向下做勻速運(yùn)動(dòng)； C取下細(xì)繩和砝碼盤(pán)，記下砝碼盤(pán)中砝碼的質(zhì)量m； D先接通電源，再放開(kāi)小車(chē)，打出 一條紙帶，由紙帶求得小車(chē)的加速度a； E重新掛上細(xì)繩和砝碼盤(pán)， 改變砝碼盤(pán)中砝碼的質(zhì)量， 重復(fù)BD步驟，求得小車(chē)在 不同合外力F作用下的加速度,圖3,實(shí)驗(yàn)四 探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系,課堂探究突破考點(diǎn),本課欄目開(kāi)關(guān),回答下列問(wèn)題： (1)按上述方案做實(shí)驗(yàn)，是否要求砝碼和砝碼盤(pán)的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車(chē)的質(zhì)量？_(填“是”或“否”) (2)實(shí)驗(yàn)中打出的其中一條紙帶如圖4所示，由該紙帶可求得小車(chē)的加速度a_ m/s2.,(3)某同學(xué)將有關(guān)測(cè)量數(shù)據(jù)填入他所設(shè)計(jì)的表格中，如下表，,否,0.88,圖4,實(shí)驗(yàn)四 探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系,課堂探究突破考點(diǎn),本課欄目開(kāi)關(guān),他根據(jù)表中的數(shù)據(jù)畫(huà)出aF圖像 (如圖5)造成圖線(xiàn)不過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)的一條最主要原因是_， 從該圖線(xiàn)延長(zhǎng)線(xiàn)與橫軸的交點(diǎn)可求出的物理量是_,其大小為_(kāi),圖5,在計(jì)算小車(chē)所受的合外力時(shí)未計(jì)入砝碼盤(pán)的重力,砝碼盤(pán)的重力,0.08 N,實(shí)驗(yàn)四 探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系,課堂探究突破考點(diǎn),本課欄目開(kāi)關(guān),【例2 】某實(shí)驗(yàn)小組利用如圖6所示的實(shí)驗(yàn)裝置來(lái)探究當(dāng)合外力一定時(shí)，物體運(yùn)動(dòng)的加速度與其質(zhì)量之間的關(guān)系 (1)由圖中刻度尺讀出兩個(gè)光電門(mén)中心之間的距離x24 cm，由圖7中游標(biāo)卡尺測(cè)得遮光條的寬度d_ cm.該實(shí)驗(yàn)小組在做實(shí)驗(yàn)時(shí)，將滑塊從如圖6所示位置由靜止釋放，由數(shù)字計(jì)時(shí)器可 以讀出遮光條通過(guò)光電門(mén)1的時(shí)間t1，遮光條通過(guò)光電門(mén)2的時(shí)間t2，則滑塊經(jīng)過(guò)光電門(mén)1時(shí)的瞬時(shí)速度的表達(dá)式v1_，滑塊經(jīng)過(guò)光電門(mén)2時(shí)的瞬時(shí)速度的表達(dá)式v2_，則滑塊的加速度的表達(dá)式a_.（用字母表示),圖6,圖7,0.52,實(shí)驗(yàn)四 探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系,課堂探究突破考點(diǎn),本課欄目開(kāi)關(guān),(2)在本次實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)小組通過(guò)改變滑塊質(zhì)量總共做了6組實(shí)驗(yàn)，得到如表所示的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù).通過(guò)分析表中數(shù)據(jù)后，你得出的結(jié)論是_.,(3)現(xiàn)需通過(guò)圖像進(jìn)一步驗(yàn)證你的結(jié)論，請(qǐng)利用表格數(shù)據(jù)，在如圖8所示坐標(biāo)系中描點(diǎn)作出相應(yīng)圖像,加速度與質(zhì)量成反比,1,2,3,4,1,2,0,(Kg- 1),1/m,a/(ms-2),3,圖8,實(shí)驗(yàn)四 探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系,課堂探究突破考點(diǎn),本課欄目開(kāi)關(guān),3.（2010山東）某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖15所示的裝置來(lái)探究加速度與力的關(guān)系彈簧秤固定在一合適的木板上，桌面的右邊緣固定一支表面光滑的鉛筆以代替定滑輪，細(xì)繩的兩端分別與彈簧秤的掛鉤和礦泉水瓶連接在桌面上畫(huà)出兩條平行線(xiàn)MN、PQ，并測(cè)出間距d 開(kāi)始時(shí)將木板置于MN處，現(xiàn)緩慢向瓶中加水，直到木板剛剛開(kāi)始運(yùn)動(dòng)為止，記下彈簧秤的示數(shù)F0，以此表示滑動(dòng)摩擦力的大小再將木板放回原處并按住，繼續(xù)向瓶中加水后，記下彈簧秤的示數(shù)F1，然后釋放木板，并用秒表記下木板運(yùn)動(dòng)到PQ處的時(shí)間t. 木板的加速度可以用d、t表示為a_；為了減小測(cè)量加速度的偶然誤差可以采用的方法是(一種即可) _.,圖15,保持F1不變，重復(fù)實(shí)驗(yàn)多次測(cè)量，求平均值,實(shí)驗(yàn)四 探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系,隨堂訓(xùn)練能力達(dá)標(biāo),本課欄目開(kāi)關(guān),改變瓶中水的質(zhì)量重復(fù)實(shí)驗(yàn)，確定加速度a與彈簧秤示數(shù)F1的關(guān)系下列圖像能表示該同學(xué)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的是（ ）,用加水的方法改變拉力的大小與掛鉤碼的方法相比，它的優(yōu)點(diǎn)是_ a可以改變滑動(dòng)摩擦力的大小 b可以更方便地獲取多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù) c可以比較精確地測(cè)出摩擦力的大小 d可以獲得更大的加速度以提高實(shí)驗(yàn)精度,c,bc,實(shí)驗(yàn)四 探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系,隨堂訓(xùn)練能力達(dá)標(biāo),本課欄目開(kāi)關(guān),4.（2010 江蘇 10）為了探究受到空氣阻力時(shí)，物體運(yùn)動(dòng)速度隨時(shí)間的變化規(guī)律，某同學(xué)采用了“加速度與物體質(zhì)量、物體受力關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)裝置(如圖16所示)實(shí)驗(yàn)時(shí)，平衡小車(chē)與木板之間的摩擦力后，在小車(chē)上安裝一薄板，以增大空氣對(duì)小車(chē)運(yùn)動(dòng)的阻力 (1)往砝碼盤(pán)中加入一小砝碼，在釋放小車(chē)_(選填“之前”或“之后”)接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源，在紙帶上打出一系列的點(diǎn),圖16,之前,實(shí)驗(yàn)四 探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系,隨堂訓(xùn)練能力達(dá)標(biāo),本課欄目開(kāi)關(guān),(2)從紙帶上選取若干計(jì)數(shù)點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量，得出各計(jì)數(shù)點(diǎn)的時(shí)間t與速度v的數(shù)據(jù)如下表：,請(qǐng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)在圖17中作出小車(chē)的vt圖像,（3）通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析該同學(xué)認(rèn)為：隨著運(yùn)動(dòng)速