高中物理 實(shí)驗(yàn)探究加速度與力質(zhì)量的關(guān)系 新人教版必修

1、高中物理 實(shí)驗(yàn)探究加速度與力質(zhì)量的關(guān)系課件 新人教版必修第1頁，共45頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)48分，星期四第2節(jié)實(shí)驗(yàn)：探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系同步導(dǎo)學(xué)方案課后強(qiáng)化演練第2頁，共45頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)48分，星期四第3頁，共45頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)48分，星期四一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?學(xué)會(huì)用控制變量法探究物理規(guī)律2全面正確地認(rèn)識(shí)加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系第4頁，共45頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)48分，星期四二、實(shí)驗(yàn)原理1控制變量法：在探究加速度與力、質(zhì)量三者關(guān)系時(shí)，先讓其中一個(gè)量保持不變來探究其他兩個(gè)量之間的關(guān)系(1)探究加速度與力的關(guān)系的基本思路：保持物體的質(zhì)量不

2、變，測量物體在不同力的作用下的加速度，分析加速度與力的關(guān)系(2)探究加速度與質(zhì)量的關(guān)系的基本思路：保持物體所受的力不變，測量不同質(zhì)量的物體在該力作用下的加速度，分析加速度與質(zhì)量的關(guān)系第5頁，共45頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)48分，星期四2實(shí)驗(yàn)方案：這個(gè)實(shí)驗(yàn)中需要測量的物理量有三個(gè)：物體的加速度、物體所受的力、物體的質(zhì)量質(zhì)量用天平測量，因此本實(shí)驗(yàn)要解決的主要問題是怎樣測量加速度和物體所受的力第6頁，共45頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)48分，星期四(1)怎樣測量(或比較)物體的加速度在運(yùn)動(dòng)物體上安裝一條穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶，根據(jù)紙帶上打出的點(diǎn)來測量加速度在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中也可以測加速度與其他量

3、之間的比例關(guān)系測量不同情況下(即不同受力、不同質(zhì)量時(shí))物體加速度的比值就可以了第7頁，共45頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)48分，星期四(2)怎樣提供和測量物體所受的恒力設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)裝置如下圖所示第8頁，共45頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)48分，星期四對(duì)此實(shí)驗(yàn)中力的理解：除了在真空中拋出或落下的物體(僅受重力)外，僅受一個(gè)力的物體幾乎是不存在的然而，一個(gè)單獨(dú)的力的作用效果與跟它大小、方向都相同的合力的作用效果是相同的，因此，實(shí)驗(yàn)中的力F的含義可以是物體所受的合力第9頁，共45頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)48分，星期四平衡摩擦力：如上圖所示，紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器為了消除摩擦力對(duì)小車的影響，

4、可將木板無滑輪的一端稍微墊高一些，用小車的重力的分力來抵消它所受到的摩擦力，直到小車不掛重物時(shí)能在木板上勻速運(yùn)動(dòng)為止當(dāng)掛上重物時(shí)，只要重物的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量，那么我們可近似認(rèn)為托盤和砝碼所受的重力大小等于小車所受的合力的大小增減盤中砝碼的個(gè)數(shù)可改變小車所受到的合力第10頁，共45頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)48分，星期四第11頁，共45頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)48分，星期四三、實(shí)驗(yàn)器材打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、紙帶、復(fù)寫紙片、小車、一端附有定滑輪的長木板、小盤、砝碼、夾子、細(xì)繩、低壓交流電源、導(dǎo)線、天平(帶有一套砝碼)、刻度尺第12頁，共45頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)48分，星期四四、

5、實(shí)驗(yàn)步驟1用天平測出小車和小盤(包括其中砝碼)的質(zhì)量分別為M、m，并把數(shù)值記錄下來2按圖所示將實(shí)驗(yàn)器材安裝好(小車上不系繩)3把長木板無滑輪的一端下面墊一薄木板，以平衡摩擦力第13頁，共45頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)48分，星期四在平衡摩擦力時(shí)，除了不掛小盤外，其他的都跟正式實(shí)驗(yàn)一樣(比如要掛好紙帶，接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器)，勻速運(yùn)動(dòng)的標(biāo)志是打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶上各點(diǎn)間的距離相等第14頁，共45頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)48分，星期四4將小盤通過細(xì)繩系在小車上，接通電源放開小車，用紙帶記錄小車的運(yùn)動(dòng)情況；取下紙帶并在紙帶上標(biāo)上號(hào)碼及此時(shí)所掛小盤的重力mg.5保持小車的質(zhì)量不變，改變小盤(包

6、括其中砝碼)的質(zhì)量重復(fù)步驟4多做幾次實(shí)驗(yàn)每次小車應(yīng)從同一位置釋放，并記錄好相應(yīng)紙帶6保持小車所受合力不變，在小車上加砝碼，并測出小車和放上砝碼后的總質(zhì)量M1，接通電源放開小車，用紙帶記錄小車的運(yùn)動(dòng)情況，取下紙帶并在紙帶上標(biāo)上號(hào)碼第15頁，共45頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)48分，星期四7繼續(xù)在小車上加放砝碼，重復(fù)步驟6，多做幾次實(shí)驗(yàn)，在每次得到的紙帶上標(biāo)上號(hào)碼第16頁，共45頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)48分，星期四五、數(shù)據(jù)處理1把小車在不同力作用下產(chǎn)生的加速度填在下表中：實(shí)驗(yàn)次數(shù)加速度a/(ms2)小車受力F/ N1234第17頁，共45頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)48分，星期四

7、由以上數(shù)據(jù)畫出它的aF關(guān)系圖象如圖所示通過aF關(guān)系圖象，我們可以得出小車的加速度a與力F成正比第18頁，共45頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)48分，星期四2把不同質(zhì)量的小車在相同力作用下產(chǎn)生的加速度填在下表中：第19頁，共45頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)48分，星期四第20頁，共45頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)48分，星期四六、注意事項(xiàng)1平衡摩擦力時(shí)不要掛重物，整個(gè)實(shí)驗(yàn)平衡了摩擦力后，不管以后是改變小盤和砝碼的質(zhì)量還是改變小車及砝碼的質(zhì)量，都不需要重新平衡摩擦力2實(shí)驗(yàn)中必須滿足小車和砝碼的質(zhì)量遠(yuǎn)大于小盤和砝碼的總質(zhì)量只有如此，砝碼和小盤的總重力才可視為與小車受到的拉力相等3各紙帶上的

8、加速度都應(yīng)是該紙帶上的平均加速度第21頁，共45頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)48分，星期四4作圖象時(shí)，要使盡可能多的點(diǎn)在所作直線上，不在直線上的點(diǎn)應(yīng)盡可能地對(duì)稱分布在所作直線兩側(cè)離直線較遠(yuǎn)的點(diǎn)是錯(cuò)誤數(shù)據(jù)，可舍去不予考慮5小車應(yīng)靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，且先接通電源再放手第22頁，共45頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)48分，星期四七、誤差分析1質(zhì)量的測量、紙帶上打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)間隔距離的測量、拉線或紙帶不與木板平行等都會(huì)造成誤差2因?qū)嶒?yàn)原理不完善造成誤差本實(shí)驗(yàn)中用小盤及砝碼的總重力代替小車受到的拉力(實(shí)際上小車受到的拉力要小于小盤及砝碼的總重力)，存在系統(tǒng)誤差小盤及砝碼的總質(zhì)量越接近小車的質(zhì)量，誤差就

9、越大；反之，小盤及砝碼的總質(zhì)量越小于小車的質(zhì)量，誤差就越小第23頁，共45頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)48分，星期四3平衡摩擦力不準(zhǔn)造成誤差：在平衡摩擦力時(shí)，除了不掛小盤外，其他的都跟正式實(shí)驗(yàn)一樣(比如要掛好紙帶、接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器)，勻速運(yùn)動(dòng)的標(biāo)志是打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶上點(diǎn)的距離相等第24頁，共45頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)48分，星期四用如圖所示的裝置探究在作用力F一定時(shí)，小車的加速度a與小車質(zhì)量M的關(guān)系某位同學(xué)設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)步驟如下：題型 1 對(duì)實(shí)驗(yàn)原理、步驟誤差分析的考查例 1第25頁，共45頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)48分，星期四A用天平稱出小車和小桶及內(nèi)部所裝砂子的質(zhì)量；B

10、按圖裝好實(shí)驗(yàn)器材；C把輕繩系在小車上并繞過定滑輪懸掛砂桶；D將電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接在6 V電壓的蓄電池上，接通電源，放開小車，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打下一系列點(diǎn)，并在紙帶上標(biāo)明小車質(zhì)量；E保持小桶及其中砂子的質(zhì)量不變，增加小車上的砝碼個(gè)數(shù)，并記錄每次增加后的M值，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)；F分析每條紙帶，測量并計(jì)算出加速度的值；G作aM關(guān)系圖象，并由圖象確定aM關(guān)系第26頁，共45頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)48分，星期四(1)該同學(xué)漏掉的重要實(shí)驗(yàn)步驟是_，該步驟應(yīng)排在_步實(shí)驗(yàn)之后(2)在上述步驟中，有錯(cuò)誤的是_，應(yīng)把_改為_(3)在上述步驟中，處理不恰當(dāng)?shù)氖莀，應(yīng)把_改為_第27頁，共45頁，2022年，5

11、月20日，9點(diǎn)48分，星期四第28頁，共45頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)48分，星期四第29頁，共45頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)48分，星期四理解實(shí)驗(yàn)原理、掌握實(shí)驗(yàn)步驟及電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的使用是解決本題的關(guān)鍵第30頁，共45頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)48分，星期四在探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系實(shí)驗(yàn)中，采用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置，小車及車中砝碼的質(zhì)量用M表示，盤及盤中砝碼的質(zhì)量用m表示，小車的加速度可由小車后拖動(dòng)的紙帶上由打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打上的點(diǎn)計(jì)算出變式訓(xùn)練1-1第31頁，共45頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)48分，星期四(1)當(dāng)M與m的大小關(guān)系滿足_時(shí)，才可以認(rèn)為繩對(duì)小車的拉力大小等于盤

12、及盤中砝碼的重力(2)一組同學(xué)在做加速度與質(zhì)量的關(guān)系實(shí)驗(yàn)時(shí)，保持盤及盤中砝碼的質(zhì)量一定，改變小車及車中砝碼的質(zhì)量，測出相應(yīng)的加速度，采用圖象法處理數(shù)據(jù)為了比較容易地確定出加速度a與質(zhì)量M的關(guān)系，應(yīng)該作a與_的圖象(3)如圖(a)為甲同學(xué)根據(jù)測量數(shù)據(jù)作出的aF圖線，說明實(shí)驗(yàn)存在的問題是_第32頁，共45頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)48分，星期四(4)乙、丙同學(xué)用同一裝置做實(shí)驗(yàn)，畫出了各自得到的aF圖線如圖(b)所示，兩個(gè)同學(xué)做實(shí)驗(yàn)時(shí)的哪一個(gè)物理量取值不同？_.第33頁，共45頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)48分，星期四第34頁，共45頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)48分，星期四(3)圖(

13、a)甲同學(xué)根據(jù)測量數(shù)據(jù)作出的aF圖線沒有過原點(diǎn)，圖象交于F軸上一點(diǎn)，說明沒有平衡摩擦力或平衡摩擦力不夠(4)乙、丙同學(xué)用同一裝置做實(shí)驗(yàn)，畫出了各自得到的aF圖線，兩圖線的斜率不同，說明兩個(gè)同學(xué)做實(shí)驗(yàn)時(shí)的小車及車上砝碼的總質(zhì)量不同答案：(1)Mm(2)1/M(3)沒有平衡摩擦力或平衡摩擦力不夠(4)小車及車上的砝碼的總質(zhì)量不同第35頁，共45頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)48分，星期四某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)探究加速度a與物體所受合力F及質(zhì)量m關(guān)系的實(shí)驗(yàn)，甲為實(shí)驗(yàn)裝置簡圖(交流電的頻率為50 Hz)題型 2數(shù)據(jù)處理例 2第36頁，共45頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)48分，星期四第37頁，共45頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)48分，星期四第38頁，共45頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)48分，星期四第39頁，共45頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)48分，星期四(3)保持小車的質(zhì)量不變，改變砂和砂桶的質(zhì)量，該同學(xué)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出了加速度a隨合力F的變化圖線，如圖所示該圖線不通過原點(diǎn)，請(qǐng)你分析其主要原因是_第40頁，共45頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)48分，星期四第41頁，共45頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)48分，星期四第42頁，共45頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)48分，星期四第43頁，共45頁，20