高中物理人教必修一《 實(shí)驗(yàn)：探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系》精品說(shuō)課課件

1、2 實(shí)驗(yàn)：探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系第四章 運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系新課引入新課引入推車的人越多，推力越大，車的速度改變就越快。相同推力下，若汽車是空車，則比滿載時(shí)速度改變快。汽車獲得的加速度與其質(zhì)量和所受外力有關(guān)。生活現(xiàn)象新課引入對(duì)同一物體，作用力越大，加速度越大；對(duì)不同物體，在相同力的作用下，物體質(zhì)量越小，加速度越大。猜想內(nèi)容講解一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康牧|(zhì)量加速度加速度探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系二、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)整體思路可能影響加速度的因素有兩個(gè)，一是質(zhì)量，二力外力。怎樣才能判斷某一可能因素是否對(duì)加速度有影響呢？控制變量法。在探究質(zhì)量對(duì)加速度的影響時(shí)，控制合外力不變，改變研究對(duì)象質(zhì)量的大小，觀察加速度的變化。在探究

2、外力對(duì)加速度的影響時(shí)，探究研究對(duì)象的質(zhì)量不變，改變外力的大小，觀察研究對(duì)象加速度的變化。二、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)要測(cè)量的物理量力質(zhì)量加速度二、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)物理量的測(cè)量可通過(guò)改變加上小車上的鉤碼的質(zhì)量來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)小車質(zhì)量的改變，可通過(guò)天平來(lái)測(cè)量小車的質(zhì)量。1. 質(zhì)量的測(cè)量2. 加速度的測(cè)量方法一 根據(jù)位移與時(shí)間的關(guān)系式測(cè)量因?yàn)樾≤囎龀跛俣葹?的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，根據(jù)位移與時(shí)間的關(guān)系式可得其中時(shí)間和位移可通過(guò)紙帶上的點(diǎn)跡來(lái)獲得。二、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)物理量的測(cè)量2. 加速度的測(cè)量方法二 逐差法求加速度將6個(gè)時(shí)間段分成3組，X1、X4一組， X2、X5一組， X3、X6一組。分別根據(jù)每一組的數(shù)據(jù)求加速度。于是有二、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)物理量的

3、測(cè)量2. 加速度的測(cè)量方法三 求加速度的比例關(guān)系因?yàn)閷?shí)驗(yàn)探究的是加速度與其他物理量之間的比例關(guān)系，故測(cè)量不同情況下加速度的比值也是可以的。由位移與時(shí)間的關(guān)系可知，如果物體運(yùn)動(dòng)的時(shí)間相等，那么物體運(yùn)動(dòng)的加速度之比即為位移之比，即 通過(guò)紙帶上的點(diǎn)跡完全可以控制所研究的時(shí)間段相等。二、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)物理量的測(cè)量3. 力的控制與測(cè)量可通過(guò)改變小盤中鉤碼的質(zhì)量來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)小車?yán)Φ目刂啤⒛景蹇拷螯c(diǎn)計(jì)時(shí)器的端墊起，可使重力沿木板的分來(lái)平衡小車所受的摩擦力。三、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測(cè)量1安裝2平衡摩擦力3用天平測(cè)量小盤和砝碼的質(zhì)量m和小車的質(zhì)量m。把實(shí)驗(yàn)器材安裝好，只是不把懸掛小盤的細(xì)繩系在小車上(即不給小車牽引力)。在長(zhǎng)木

4、板的不帶定滑輪的一端下面墊上一塊薄木塊，使小車能勻速下滑。三、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)施放小車4改變拉力5求加速度6小盤通過(guò)細(xì)繩繞過(guò)定滑輪系于小車上，先接通電源后放開小車，斷開電源，取下紙帶編號(hào)碼。保持小車的質(zhì)量m不變，改變小盤和鉤碼的質(zhì)量m，重復(fù)步驟(4)。在每條紙帶上選取一段比較理想的部分，測(cè)加速度a，并記錄數(shù)據(jù)。三、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)施放小車4改變質(zhì)量7求加速度8小盤通過(guò)細(xì)繩繞過(guò)定滑輪系于小車上，先接通電源后放開小車，斷開電源，取下紙帶編號(hào)碼。在步驟(4)的基礎(chǔ)上，保持小盤中鉤碼的數(shù)量不變，改變小車的質(zhì)量，重復(fù)步驟（4）。在每條紙帶上選取一段比較理想的部分，測(cè)加速度a，并記錄數(shù)據(jù)。四、數(shù)據(jù)分析繪制a-F圖像。若這

5、些點(diǎn)大致在同一條直線上，故可以判斷在質(zhì)量一定時(shí)，物體的加速度與其所受的合外力成正比。分析aF四、數(shù)據(jù)分析若這些點(diǎn)大致在同一條直線上，故可以判斷在質(zhì)量一定時(shí)，物體的加速度與其所受的合外力成正比。若加速度的大小隨質(zhì)量的增大而減小。但這時(shí)僅從圖像上不能判斷加速度就一定與質(zhì)量成反比，因?yàn)橐灿锌赡苁瞧渌暮瘮?shù)關(guān)系，如二次函數(shù)，擺線。繪制a-m圖像。分析am四、數(shù)據(jù)分析繪制a-1/m(a-1/m2)圖像。要驗(yàn)證加速度是否與質(zhì)量成反比，可繪制a-1/m圖像，若描出的點(diǎn)在同一直線上，則a與1/m成正比，即a與m成反比；要驗(yàn)證加速度是否與質(zhì)量的平方成反比，則可繪制a-1/m2圖像，若描出的點(diǎn)在同一直線上，則a與

6、1/m2成正比，即與m2成反比。分析am四、數(shù)據(jù)分析得出結(jié)論在物體的質(zhì)量一定時(shí)，加速度的大小與合外力的大小成正比。在物體所受的合外力一定時(shí)，加速度的大小與此物體的質(zhì)量成反比。五、誤差分析系統(tǒng)誤差Fmm+m隨機(jī)誤差摩擦力平衡不準(zhǔn)確、質(zhì)量測(cè)量不準(zhǔn)確、計(jì)數(shù)點(diǎn)間距測(cè)量不準(zhǔn)確、紙帶和細(xì)繩不嚴(yán)格與木板平行都會(huì)引起誤差。典題剖析典題剖析例1 某實(shí)驗(yàn)小組利用如圖所示的裝置探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系。(1)下列做法正確的是_(填字母代號(hào))。A. 調(diào)節(jié)滑輪的高度，使?fàn)恳緣K的細(xì)繩與長(zhǎng)木板保持平行B. 在調(diào)節(jié)長(zhǎng)木板傾斜度平衡木塊受到的滑動(dòng)摩擦力時(shí)，將裝有砝碼的砝碼桶通過(guò)定滑輪拴在木塊上C. 實(shí)驗(yàn)時(shí)，先放開木塊再接通

7、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源D. 通過(guò)增減木塊上的砝碼改變質(zhì)量時(shí)，不需要重新調(diào)節(jié)木板傾斜度AD典題剖析例1 某實(shí)驗(yàn)小組利用如圖所示的裝置探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系。(2)當(dāng)木塊(及木塊上的砝碼)的質(zhì)量M與小桶(包括桶內(nèi)砝碼)的質(zhì)量m的大小關(guān)系滿足_時(shí)，才可以認(rèn)為細(xì)繩對(duì)木塊的拉力大小等于桶及桶中砝碼的重力。(3)如右圖是甲、乙兩同學(xué)研究了加速度與力的關(guān)系，并根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)畫出的圖像。形成圖線甲的原因是_。形成圖線乙的原因是_。mM平衡摩擦力過(guò)度平衡摩擦力不足典題剖析例2 某同學(xué)用圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置驗(yàn)證牛頓第二定律：(1)通過(guò)實(shí)驗(yàn)得到如圖乙所示的a-F圖象，造成這一結(jié)果的原因是：在平衡摩擦力時(shí)木板與水平桌面的夾角_(選填“偏大”或“偏小”)。偏大典題剖析例2 某同學(xué)用圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置驗(yàn)證牛頓第二定律：(2)該同學(xué)在平衡摩擦力后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，實(shí)際小車在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中所受的拉力_砝碼和盤的總重力(填“大于”、“小于”或“等于”)，為了便于探究、減小誤差，應(yīng)使小車質(zhì)量M與砝碼和盤的總質(zhì)量m滿足_的條件。小于mM典題剖析例2 某同學(xué)用圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置驗(yàn)證牛頓第二定