《實驗探究加速度與力質(zhì)量的關(guān)系》物理精品課件(修改)

1、人教版必修一人教版必修一 新課標新課標 物理物理第二節(jié)第二節(jié) 實驗實驗:探究加速度與力探究加速度與力 質(zhì)量的關(guān)系質(zhì)量的關(guān)系人教版必修一人教版必修一 新課標新課標 物理物理知識與技能知識與技能1探究加速度與力的關(guān)系探究加速度與力的關(guān)系2探究加速度與質(zhì)量的關(guān)系探究加速度與質(zhì)量的關(guān)系3掌握利用圖象處理數(shù)據(jù)方法掌握利用圖象處理數(shù)據(jù)方法學(xué)習目標學(xué)習目標人教版必修一人教版必修一 新課標新課標 物理物理(1)了解如何描述物體的運動狀態(tài)，明確物體運動狀態(tài)了解如何描述物體的運動狀態(tài)，明確物體運動狀態(tài)的改變必有加速度的改變必有加速度(2)掌握一種科學(xué)的研究方法掌握一種科學(xué)的研究方法控制變量法控制變量法(3)理解加

2、速度和力、質(zhì)量的關(guān)系，并知道得出這個關(guān)理解加速度和力、質(zhì)量的關(guān)系，并知道得出這個關(guān)系的實驗思想和實驗方法系的實驗思想和實驗方法人教版必修一人教版必修一 新課標新課標 物理物理(1)采用控制變量法采用控制變量法當研究對象有兩個以上的參量發(fā)生牽連變化時，我們當研究對象有兩個以上的參量發(fā)生牽連變化時，我們設(shè)法控制某些參量使之不變，而研究其中兩個參量之間的設(shè)法控制某些參量使之不變，而研究其中兩個參量之間的變化關(guān)系的方法，是物理實驗中經(jīng)常采取的一種方法本變化關(guān)系的方法，是物理實驗中經(jīng)常采取的一種方法本實驗有實驗有F、m、a三個參量，研究加速度三個參量，研究加速度a與與F及及m的關(guān)系時，的關(guān)系時，我們應(yīng)先

3、控制一個參量不變，研究另外兩個參量之間的關(guān)我們應(yīng)先控制一個參量不變，研究另外兩個參量之間的關(guān)系在該實驗中要求先控制小車的質(zhì)量系在該實驗中要求先控制小車的質(zhì)量m不變，改變小車不變，改變小車所受的拉力所受的拉力F，討論，討論a與與F的關(guān)系；再控制小車所受的拉力的關(guān)系；再控制小車所受的拉力F不變改變小車的質(zhì)量不變改變小車的質(zhì)量m，討論，討論a與與m的關(guān)系的關(guān)系人教版必修一人教版必修一 新課標新課標 物理物理(2)要測量的物理量要測量的物理量小車與其上砝碼的總質(zhì)量小車與其上砝碼的總質(zhì)量m用天平測出用天平測出小車受的拉力小車受的拉力F用天平測出小盤和盤內(nèi)砝碼的總質(zhì)用天平測出小盤和盤內(nèi)砝碼的總質(zhì)量量m，由

4、，由Fmg算出算出小車的加速度小車的加速度a通過打點計時器打出的紙帶測算通過打點計時器打出的紙帶測算出出人教版必修一人教版必修一 新課標新課標 物理物理人教版必修一人教版必修一 新課標新課標 物理物理人教版必修一人教版必修一 新課標新課標 物理物理(4)怎樣提供和測量物體所受的恒力怎樣提供和測量物體所受的恒力在下圖中，用鉤碼牽引小車，使小車做勻加速運動的在下圖中，用鉤碼牽引小車，使小車做勻加速運動的力，與鉤碼的重力相等因此，增減鉤碼的個數(shù)就可以改力，與鉤碼的重力相等因此，增減鉤碼的個數(shù)就可以改變小車受到的合力變小車受到的合力當然這是有誤差的，應(yīng)當平衡掉摩擦力并且保持小車當然這是有誤差的，應(yīng)當平

5、衡掉摩擦力并且保持小車及車中砝碼的質(zhì)量遠遠大于鉤碼的質(zhì)量，才能這樣近似認及車中砝碼的質(zhì)量遠遠大于鉤碼的質(zhì)量，才能這樣近似認為小車所受的合力等于鉤碼的重力為小車所受的合力等于鉤碼的重力平衡摩擦力時，不對小車施加拉力，只在木板無滑輪平衡摩擦力時，不對小車施加拉力，只在木板無滑輪的一端下面墊一薄木塊，反復(fù)移動其位置使小車做勻速運的一端下面墊一薄木塊，反復(fù)移動其位置使小車做勻速運動，直到拖在小車后面的紙帶上打出的點距均勻為止動，直到拖在小車后面的紙帶上打出的點距均勻為止人教版必修一人教版必修一 新課標新課標 物理物理打點計時器、紙帶及復(fù)寫紙、小車、一端附有定滑輪打點計時器、紙帶及復(fù)寫紙、小車、一端附有

6、定滑輪的長木板、小盤和砝碼、細繩、低壓交流電源、天平的長木板、小盤和砝碼、細繩、低壓交流電源、天平(帶有帶有一套砝碼一套砝碼)、刻度尺、刻度尺人教版必修一人教版必修一 新課標新課標 物理物理1用天平測出小車和重物的質(zhì)量分別為用天平測出小車和重物的質(zhì)量分別為m、m，并，并把數(shù)值記錄下來把數(shù)值記錄下來2按圖將實驗器材安裝好按圖將實驗器材安裝好(小車上不系繩小車上不系繩)人教版必修一人教版必修一 新課標新課標 物理物理3平衡摩擦力，把木板無滑輪的一端下面墊一薄木平衡摩擦力，把木板無滑輪的一端下面墊一薄木板，反復(fù)移動其位置，直到打點計時器正常工作后不掛重板，反復(fù)移動其位置，直到打點計時器正常工作后不掛

7、重物的小車在斜面上做勻速直線運動為止物的小車在斜面上做勻速直線運動為止(紙帶上相鄰點間距紙帶上相鄰點間距相等相等)4將重物通過細繩系在小車上，接通電源放開小車，將重物通過細繩系在小車上，接通電源放開小車，用紙帶記錄小車的運動情況；取下紙帶并在紙帶上標上號用紙帶記錄小車的運動情況；取下紙帶并在紙帶上標上號碼及此時所掛重物的重力碼及此時所掛重物的重力mg.人教版必修一人教版必修一 新課標新課標 物理物理5保持小車的質(zhì)量不變，改變所掛重物的重力，重保持小車的質(zhì)量不變，改變所掛重物的重力，重復(fù)步驟復(fù)步驟4，多做幾次實驗，每次小車從同一位置釋放，并記，多做幾次實驗，每次小車從同一位置釋放，并記錄好相應(yīng)紙

8、帶及重物的重力錄好相應(yīng)紙帶及重物的重力m1g、m2g6保持小車所受合外力不變，在小車上加放砝碼，保持小車所受合外力不變，在小車上加放砝碼，并測出小車與所放砝碼的總質(zhì)量并測出小車與所放砝碼的總質(zhì)量m，接通電源，放開小車，接通電源，放開小車用紙帶記錄小車的運動情況，取下紙帶并在紙帶上標上號用紙帶記錄小車的運動情況，取下紙帶并在紙帶上標上號碼碼7繼續(xù)在小車上加放砝碼，重復(fù)步驟繼續(xù)在小車上加放砝碼，重復(fù)步驟6，多做幾次實，多做幾次實驗，在每次得到的紙帶上標上號碼驗，在每次得到的紙帶上標上號碼人教版必修一人教版必修一 新課標新課標 物理物理1物體的質(zhì)量一定，加速度與受力的關(guān)系物體的質(zhì)量一定，加速度與受力

9、的關(guān)系實驗序號 加速度a/ms2小車受力F/N123由表中數(shù)據(jù)，作出由表中數(shù)據(jù)，作出aF圖象，并得出結(jié)論圖象，并得出結(jié)論人教版必修一人教版必修一 新課標新課標 物理物理2物體的受力一定，加速度與質(zhì)量的關(guān)系物體的受力一定，加速度與質(zhì)量的關(guān)系實驗序號實驗序號 加速度加速度a/ms2小車質(zhì)量小車質(zhì)量m/kg123人教版必修一人教版必修一 新課標新課標 物理物理1整個實驗平衡了摩擦力后，不管以后是改變小盤整個實驗平衡了摩擦力后，不管以后是改變小盤和砝碼的質(zhì)量還是改變小車和砝碼的質(zhì)量，都不需要重新和砝碼的質(zhì)量還是改變小車和砝碼的質(zhì)量，都不需要重新平衡摩擦力平衡摩擦力是指使小車所受動力平衡摩擦力平衡摩擦力

10、是指使小車所受動力(小車重力沿小車重力沿斜面方向的分力斜面方向的分力)與小車所受阻力與小車所受阻力(包括小車所受摩擦力和包括小車所受摩擦力和打點計時器對小車之后所拖紙帶的摩擦力打點計時器對小車之后所拖紙帶的摩擦力)大小相等平衡大小相等平衡摩擦力時，應(yīng)在小車后拖上紙帶，先接通電源，再用手給摩擦力時，應(yīng)在小車后拖上紙帶，先接通電源，再用手給小車一個初速度，若在紙帶上打出的點的間隔是均勻的，小車一個初速度，若在紙帶上打出的點的間隔是均勻的，則表明平衡了摩擦力，否則必須重新調(diào)整小木板的位置則表明平衡了摩擦力，否則必須重新調(diào)整小木板的位置人教版必修一人教版必修一 新課標新課標 物理物理2平衡摩擦力后，每

11、次實驗時必須滿足在小車上所平衡摩擦力后，每次實驗時必須滿足在小車上所加砝碼的質(zhì)量遠大于砝碼和小盤的總質(zhì)量的條件下進加砝碼的質(zhì)量遠大于砝碼和小盤的總質(zhì)量的條件下進行只有如此，砝碼和小盤的總重力才可視為與小車受到行只有如此，砝碼和小盤的總重力才可視為與小車受到的拉力相等的拉力相等3改變拉力和小車質(zhì)量后，每次開始時小車應(yīng)盡量靠近打改變拉力和小車質(zhì)量后，每次開始時小車應(yīng)盡量靠近打點計時器點計時器(或盡量遠離定滑輪的一端或盡量遠離定滑輪的一端)，并應(yīng)先接通電源，并應(yīng)先接通電源，再放開小車，且在小車到達定滑輪前應(yīng)按住小車再放開小車，且在小車到達定滑輪前應(yīng)按住小車4各紙帶的加速度各紙帶的加速度a，都應(yīng)是該紙

12、帶的平均加速度，都應(yīng)是該紙帶的平均加速度5作圖象時，要使盡可能多的點在所作直線上，不在直線作圖象時，要使盡可能多的點在所作直線上，不在直線上的點應(yīng)盡可能對稱分布在所作直線的兩側(cè)上的點應(yīng)盡可能對稱分布在所作直線的兩側(cè)人教版必修一人教版必修一 新課標新課標 物理物理1小車質(zhì)量小車質(zhì)量m應(yīng)比重物的質(zhì)量應(yīng)比重物的質(zhì)量m大得多，其原理將大得多，其原理將在后面的牛頓運動定律的應(yīng)用中專門討論二者差距越小，在后面的牛頓運動定律的應(yīng)用中專門討論二者差距越小，圖象線性越差圖象線性越差2夾口的密合性能差是造成誤差的原因之一由于夾口的密合性能差是造成誤差的原因之一由于小車的質(zhì)量和速度較大，夾子不易夾住小車的后拖線；有

13、小車的質(zhì)量和速度較大，夾子不易夾住小車的后拖線；有些時候夾子夾住一根拖線，而另一根未被夾住，對應(yīng)小車些時候夾子夾住一根拖線，而另一根未被夾住，對應(yīng)小車仍向前運動，這些都是造成位移誤差的原因仍向前運動，這些都是造成位移誤差的原因3小車運動停止時不能與定滑輪相碰，如果小車碰到定滑小車運動停止時不能與定滑輪相碰，如果小車碰到定滑輪才松手讓夾子夾住拖線，則與定滑輪相碰的小車位移偏輪才松手讓夾子夾住拖線，則與定滑輪相碰的小車位移偏小，產(chǎn)生誤差小，產(chǎn)生誤差人教版必修一人教版必修一 新課標新課標 物理物理4兩個圖象的分析兩個圖象的分析如出現(xiàn)圖中如出現(xiàn)圖中的直線，說明平衡摩擦力時，平衡過度的直線，說明平衡摩擦

14、力時，平衡過度了即拉力了即拉力F0時，已產(chǎn)生加速度，其加速度是由多余重時，已產(chǎn)生加速度，其加速度是由多余重力的分力造成的力的分力造成的圖上中圖上中的直線，說明平衡摩擦力不夠，因為拉力為的直線，說明平衡摩擦力不夠，因為拉力為F0時才產(chǎn)生加速度時才產(chǎn)生加速度人教版必修一人教版必修一 新課標新課標 物理物理例例1在做在做“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實驗時，的實驗時，計算出各紙帶的加速度后，將測得的反映加速度計算出各紙帶的加速度后，將測得的反映加速度a和和F關(guān)系關(guān)系的有關(guān)資料記錄在表一中將測得的反映加速度的有關(guān)資料記錄在表一中將測得的反映加速度a和質(zhì)量和質(zhì)量M關(guān)系的有關(guān)資

15、料記錄在表二中關(guān)系的有關(guān)資料記錄在表二中a/(ms2)1.984.065.958.12F/N1.002.003.004.00典型例題解析典型例題解析表一表一a/(ms2)2.042.663.233.98/kg10.500.670.801.00表二表二人教版必修一人教版必修一 新課標新課標 物理物理a/(ms2)1.984.065.958.12F/N1.002.003.004.00表一表一a/(ms2)2.042.663.233.98/kg10.500.670.801.00表二表二人教版必修一人教版必修一 新課標新課標 物理物理(2)正比關(guān)系；反比關(guān)系正比關(guān)系；反比關(guān)系(3)0.5kg(4)4N

16、人教版必修一人教版必修一 新課標新課標 物理物理人教版必修一人教版必修一 新課標新課標 物理物理變式訓(xùn)練變式訓(xùn)練1若測得某一物體受力若測得某一物體受力F一定時，一定時，a與與M的的關(guān)系數(shù)據(jù)如下表所示關(guān)系數(shù)據(jù)如下表所示a/(ms2) 2.04 2.66 3.23 3.98M/kg2.00 1.50 1.25 1.00人教版必修一人教版必修一 新課標新課標 物理物理分析：分析：解決此類問題首先應(yīng)根據(jù)已知數(shù)據(jù)作出圖象，解決此類問題首先應(yīng)根據(jù)已知數(shù)據(jù)作出圖象，再根據(jù)圖象研究物理量間的關(guān)系此題如果作出再根據(jù)圖象研究物理量間的關(guān)系此題如果作出aM圖象圖象(如圖如圖)，該圖象是曲線，無法確定加速度與質(zhì)量的關(guān)

17、系，該圖象是曲線，無法確定加速度與質(zhì)量的關(guān)系人教版必修一人教版必修一 新課標新課標 物理物理人教版必修一人教版必修一 新課標新課標 物理物理人教版必修一人教版必修一 新課標新課標 物理物理例例2做做“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實驗，主的實驗，主要的步驟有：要的步驟有：A將一端附有定滑輪的長木板放在水平桌面上，取將一端附有定滑輪的長木板放在水平桌面上，取兩個質(zhì)量相等的小車，放在光滑的水平長木板上兩個質(zhì)量相等的小車，放在光滑的水平長木板上B打開夾子，讓兩個小車同時從靜止開始運動，小打開夾子，讓兩個小車同時從靜止開始運動，小車運動一段距離后，夾上夾子，讓它們同時停下來，

18、用刻車運動一段距離后，夾上夾子，讓它們同時停下來，用刻度尺分別測出兩個小車在這一段相同時間內(nèi)通過的位移大度尺分別測出兩個小車在這一段相同時間內(nèi)通過的位移大小小C分析所得到的兩個小車在相同時間內(nèi)通過的位移分析所得到的兩個小車在相同時間內(nèi)通過的位移大小與小車所受的水平拉力的大小的關(guān)系，從而得到質(zhì)量大小與小車所受的水平拉力的大小的關(guān)系，從而得到質(zhì)量相等的物體運動的加速度與物體所受作用力大小的關(guān)系相等的物體運動的加速度與物體所受作用力大小的關(guān)系人教版必修一人教版必修一 新課標新課標 物理物理D在小車的后端也分別系上細繩，用一只夾子夾住在小車的后端也分別系上細繩，用一只夾子夾住這兩根細繩這兩根細繩E在小

19、車的前端分別系上細繩，繩的另一端跨過定在小車的前端分別系上細繩，繩的另一端跨過定滑輪各掛一個小盤，盤內(nèi)分別放著數(shù)目不等的砝碼，使砝滑輪各掛一個小盤，盤內(nèi)分別放著數(shù)目不等的砝碼，使砝碼盤和盤內(nèi)砝碼的總質(zhì)量遠小于小車的質(zhì)量，分別用天平碼盤和盤內(nèi)砝碼的總質(zhì)量遠小于小車的質(zhì)量，分別用天平測出兩個砝碼盤和盤內(nèi)砝碼的總質(zhì)量測出兩個砝碼盤和盤內(nèi)砝碼的總質(zhì)量上述實驗步驟，正確的排列順序是上述實驗步驟，正確的排列順序是_人教版必修一人教版必修一 新課標新課標 物理物理答案：答案：AEDBC解析：解析：由該節(jié)的學(xué)習不難得出答案為由該節(jié)的學(xué)習不難得出答案為A、E、D、B、C.人教版必修一人教版必修一 新課標新課標

20、物理物理規(guī)律總結(jié)：規(guī)律總結(jié)：(1)實驗器材：打點計時器、紙帶及復(fù)寫紙實驗器材：打點計時器、紙帶及復(fù)寫紙片、小車、一端附有定滑輪的長木板、小盤和砝碼、細繩、片、小車、一端附有定滑輪的長木板、小盤和砝碼、細繩、低壓交流電源、兩根導(dǎo)線、天平低壓交流電源、兩根導(dǎo)線、天平(帶有一套砝碼帶有一套砝碼)、刻度、刻度尺尺(2)實驗步驟需要注意的問題：實驗步驟需要注意的問題：平衡摩擦力要適度，不能出現(xiàn)平衡不足或平衡過度平衡摩擦力要適度，不能出現(xiàn)平衡不足或平衡過度的問題的問題為保持紙帶上所打第一個點時速度為零，需先通電為保持紙帶上所打第一個點時速度為零，需先通電后放車后放車實驗中需保證盤和盤中所放砝碼的總質(zhì)量實驗

21、中需保證盤和盤中所放砝碼的總質(zhì)量m與小車與小車和砝碼總質(zhì)量和砝碼總質(zhì)量M的關(guān)系為的關(guān)系為mM.人教版必修一人教版必修一 新課標新課標 物理物理變式訓(xùn)練變式訓(xùn)練2在在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的的實驗中，實驗所需器材除了一端附有定滑輪的長木板、兩實驗中，實驗所需器材除了一端附有定滑輪的長木板、兩個小車、細繩、兩個砝碼盤、夾子外，還需要哪些器材？個小車、細繩、兩個砝碼盤、夾子外，還需要哪些器材？答案：答案：砝碼、天平、刻度尺砝碼、天平、刻度尺人教版必修一人教版必修一 新課標新課標 物理物理例例3實驗：在實驗：在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的

22、實的實驗中，實驗裝置如下圖驗中，實驗裝置如下圖(1)所示所示人教版必修一人教版必修一 新課標新課標 物理物理(1)為驗證小車質(zhì)量為驗證小車質(zhì)量M不變時，不變時，a與與F成正比小車質(zhì)量成正比小車質(zhì)量M和沙及桶的質(zhì)量和沙及桶的質(zhì)量m分別選取下列幾組數(shù)值：應(yīng)該用哪組分別選取下列幾組數(shù)值：應(yīng)該用哪組效果會好效果會好()AM500g，m分別為分別為50g、70g、100g、125gBM500g，m分別為分別為20g、30g、40g、50gCM200g，m分別為分別為50g、70g、100g、125gDM200g，m分別為分別為30g、40g、50g、60g人教版必修一人教版必修一 新課標新課標 物理物理

23、(2)有兩位同學(xué)通過測量作出有兩位同學(xué)通過測量作出aF圖象，如上圖圖象，如上圖(2)所所示甲、乙中的示甲、乙中的A、B圖線試分析：圖線試分析：A圖線不通過坐標原點的原因是圖線不通過坐標原點的原因是_；A圖線上部彎曲的原因是圖線上部彎曲的原因是_；B圖線在縱軸上有截距的原因是圖線在縱軸上有截距的原因是_人教版必修一人教版必修一 新課標新課標 物理物理答案：答案：(1)B(2)沒有平衡摩擦力或摩擦力平衡不夠沒有平衡摩擦力或摩擦力平衡不夠未滿足沙和沙桶質(zhì)量未滿足沙和沙桶質(zhì)量m遠小于小車的質(zhì)量遠小于小車的質(zhì)量M平衡摩擦力時，長木板傾角過大，小車沿斜面向下平衡摩擦力時，長木板傾角過大，小車沿斜面向下分力

24、大于摩擦力，使尚未對小車施加力時，小車已有加速分力大于摩擦力，使尚未對小車施加力時，小車已有加速度度人教版必修一人教版必修一 新課標新課標 物理物理解析：解析：實驗時，需要物體的質(zhì)量遠小于小車的質(zhì)量，實驗時，需要物體的質(zhì)量遠小于小車的質(zhì)量，效果才顯著自然界中存在摩擦的影響，所以，要平衡摩效果才顯著自然界中存在摩擦的影響，所以，要平衡摩擦力，這樣畫出的應(yīng)是過原點的一條傾斜向上的直線為擦力，這樣畫出的應(yīng)是過原點的一條傾斜向上的直線為減小實驗誤差應(yīng)使減小實驗誤差應(yīng)使Mm，為此選，為此選B組數(shù)值誤差較小，所畫組數(shù)值誤差較小，所畫的的aF圖線就會比較準確圖線就會比較準確人教版必修一人教版必修一 新課標新課標 物理物理規(guī)律總結(jié)：規(guī)律總結(jié)：(1)實驗原理中設(shè)定為光滑水平面情形，所實驗原理中設(shè)定為光滑水平面情形，所以實驗中應(yīng)平衡摩擦力，若未平衡摩擦力或平衡不當就會以實驗中應(yīng)平衡摩擦力，若未平衡摩擦力或平衡不當就會帶來系統(tǒng)誤差帶來系統(tǒng)誤差(2)實驗中若把沙和沙筒所受的重力實驗