2022年秋高中物理（新人教版）探究加速度與力質(zhì)量的關(guān)系-完整版課件

探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系第2節(jié)學(xué)習(xí)目標：1.學(xué)會用控制變量法探究物理規(guī)律。2.學(xué)會由實驗結(jié)果得出結(jié)論。3.探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系。重點1.控制變量法的使用。2.如何提出實驗方案并使實驗方案合理可行。3.實驗數(shù)據(jù)的分析與處理。難點1.如何提出實驗方案并使實驗方案合理可行。

2.實驗數(shù)據(jù)的分析與處理。重點難點提出問題一、加速度與力的關(guān)系閱讀教材第71~72頁“加速度與力的關(guān)系”,回答以下兩個問題:(1)實驗的基本思路是什么?(2)闡述實驗數(shù)據(jù)的分析方法。點撥:(1)實驗的基本思路:保持物體的質(zhì)量不變,測量不同力作用下的加速度,分析加速度與力的關(guān)系。(2)實驗數(shù)據(jù)的分析:根據(jù)定性分析判斷結(jié)果:力越大,加速度越大,猜測a∝F。①設(shè)計如下表格:

序號物理量

123456F/N

②建立坐標系(如圖所示)。③描點:根據(jù)表中數(shù)據(jù),在a-F坐標系中描點。④連線:用平滑的線將描出的點連接起來。⑤分析:通過得到的圖線,分析a與F的關(guān)系。實驗發(fā)現(xiàn)a-F圖像是一條過原點的直線。提出問題二、加速度與質(zhì)量的關(guān)系

①設(shè)計如下表格:

序號物理量

123456

m/kg

②建立坐標系(如圖)。

提出問題三、制定實驗方案的幾個問題

三、制定實驗方案時的幾個問題提出問題

三、制定實驗方案時的幾個問題提出問題3.我們采用通過滑輪用鉤碼拉車的辦法給小車提供拉力,但是鉤碼所受的重力并不等于細線對小車的拉力,在什么條件下鉤碼所受的重力才近似等于小車的拉力?點撥:在鉤碼質(zhì)量遠小于小車質(zhì)量的條件下,鉤碼的重力大小才近似等于小車所受的拉力。(至于為什么,以后再討論)4.小車在運動時還受到木板對它的滑動摩擦力,那么如何“消除”滑動摩擦力,使物體所受的拉力盡可能接近鉤碼的重力呢?點撥:平衡摩擦力。方法是將木板一端墊高,讓小車在長木板上能勻速運動。四、怎樣由實驗結(jié)果得出結(jié)論提出問題

典型例題例1某同學(xué)在探究牛頓第二定律的實驗中,在物體所受合外力不變時,改變物體的質(zhì)量,得到的數(shù)據(jù)如下表所示。實驗序號物體質(zhì)量m/kg10.200.785.0020.400.382.5030.600.251.6740.800.201.2551.000.161.00

甲乙

解析:(1)采用描點法作圖。先根據(jù)表格中每組數(shù)據(jù),在坐標軸上描點。再用平滑的曲線將點擬合起來如圖甲和乙所示。(2)由a-m圖像,可知在物體受合外力不變時,物體的質(zhì)量越大,它的加速度越小。

在物體受合外力不變時,物體的加速度與質(zhì)量的倒數(shù)成正比,即加速度與質(zhì)量成反比。答案:(1)圖像如圖所示。(2)在物體受合外力不變時,物體的質(zhì)量越大,它的加速度越小

在物體受合外力不變時,物體的加速度與質(zhì)量的倒數(shù)成正比,即加速度與質(zhì)量成反比甲乙典型例題例2(2014·新課標卷Ⅰ高考)某同學(xué)利用圖(a)所示實驗裝置及數(shù)字化信息系統(tǒng)獲得了小車加速度a與鉤碼的質(zhì)量m的對應(yīng)關(guān)系圖,如圖(b)所示。實驗中小車(含發(fā)射器)的質(zhì)量為200g,實驗時選擇了不可伸長的輕質(zhì)細繩和輕定滑輪,小車的加速度由位移傳感器及與之相連的計算機得到。回答下列問題:(1)根據(jù)該同學(xué)的結(jié)果,小車的加速度與鉤碼的質(zhì)量成

(選填“線性”或“非線性”)關(guān)系。(2)由圖(b)可知,a-m圖線不經(jīng)過原點,可能的原因是

。(3)若利用本實驗裝置來驗證“在小車質(zhì)量不變的情況下,小車的加速度與作用力成正比”的結(jié)論,并直接以鉤碼所受重力mg作為小車受到的合外力,則實驗中應(yīng)采取的改進措施是

,鉤碼的質(zhì)量應(yīng)滿足的條件是

。解析:這是探究牛頓第二定律的實驗,即(2)是探究小車加速度與鉤碼質(zhì)量的關(guān)系,所以該實驗必須平衡摩擦力,并且要保證鉤碼的質(zhì)量遠小于小車的質(zhì)量。(1)由圖像可知小車的加速度與鉤碼的質(zhì)量成非線性關(guān)系。(2)a-m圖線不經(jīng)過原點,在m軸上有截距,即掛上小鉤碼后小車加速度仍為零,可能的原因是存在摩擦力。(3)本實驗直接以鉤碼所受重力mg作為小車受到的合外力,則應(yīng)采取的措施是調(diào)節(jié)軌道的傾斜度以平衡摩擦力,鉤碼的質(zhì)量應(yīng)滿足的條件是遠小于小車的質(zhì)量。答案:(1)非線性(2)存在摩擦力(3)調(diào)節(jié)軌道的傾斜度以平衡摩擦力

遠小于小車的質(zhì)量鞏固練習(xí)1.在采用如圖所示的實驗裝置探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系時，按實驗要求安裝好器材后，應(yīng)按一定的步驟進行實驗，下列給出供選擇的操作步驟：A.保持小盤和重物的質(zhì)量不變，在小車里加砝碼，測出加速度，重復(fù)幾次B.保持小車質(zhì)量不變，改變小盤中重物的質(zhì)量，測出加速度，重復(fù)幾次C.用天平測出小車、小盤和重物的質(zhì)量D.在長木板沒有定滑輪的一端墊上厚度合適的墊木，平衡摩擦力E.根據(jù)測出的數(shù)據(jù)，分別畫出加速度和力的關(guān)系圖線及加速度和質(zhì)量的倒數(shù)關(guān)系圖線F.用秒表測出小車運動的時間G.將放有重物的小盤用細線通過定滑輪系到小車上，接通電源，釋放小車，在紙帶上打出一系列的點以上步驟中，不必要的步驟是

，正確步驟的合理順序是

。答案：FDCGBAE鞏固練習(xí)2.(多選)在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實驗中，關(guān)于平衡摩擦力的說法中正確的是（

BCD

）A.“平衡摩擦力”的本質(zhì)就是想法讓小車受到的摩擦力為0B.“平衡摩擦力”的本質(zhì)就是使小車所受的重力的下滑分力與所受到的摩擦阻力相平衡C.“平衡摩擦力”的目的就是要使小車所受的合力等于所掛重物通過細繩對小車施加的拉力D.“平衡摩擦力”是否成功，可由小車拖動而由打點計時器打出的紙帶上的點跡間距是否均勻而確定鞏固練習(xí)

鞏固練習(xí)4.在做“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實驗時,計算出各紙帶的加速度后,將測得的反映加速度a和力F關(guān)系的有關(guān)資料記錄在表1