【物理】實驗：探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系 課件-2023-2024學(xué)年高一上學(xué)期物理人教版（2019）必修第一冊

第二節(jié)：探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系學(xué)習(xí)目標(biāo)2.經(jīng)歷探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系的設(shè)計過程，會選擇合理的實驗方案進(jìn)行探究實驗。3.經(jīng)歷用圖像處理數(shù)據(jù)的過程，從圖像中發(fā)現(xiàn)物理規(guī)律，強(qiáng)化收集信息、獲取證據(jù)的能力。1.經(jīng)歷實驗操作和測量的過程，體會探究過程的科學(xué)性和嚴(yán)謹(jǐn)性，養(yǎng)成實事求是的科學(xué)態(tài)度。一.體驗影響物體加速度的因素1.上節(jié)回顧加速度與力、質(zhì)量之間到底有怎樣的關(guān)系？質(zhì)量是物體慣性大小的量度。質(zhì)量越大，運動狀態(tài)越難改變。力是改變物體運動狀態(tài)的原因。力是產(chǎn)生加速度的原因。2.觀察思考（1）對于靜止在草坪上的足球，球員用不同的力踢它，球獲得的速度有何區(qū)別？力越大，球獲得的速度越大。說明在m一定時,F越大，a越大;（2）要改變巨石和足球的運動狀態(tài)，哪一個更容易？足球質(zhì)量小，運動狀態(tài)更容易改變。說明在F一定時，m越小，a越大。在F一定時，m越小，a越大。通過圖(a)、圖(b)，有何結(jié)論？在m一定時,F越大，a越大;通過圖(c)、圖(d)，有何結(jié)論？（3）人用力推車一.體驗影響物體加速度的因素猜想與假設(shè)難道a與F成正比，a與m成反比？探究方法控制變量法m一定時，a與F的關(guān)系；F一定時，a與m的關(guān)系。先探究：后分析：a與F、m的關(guān)系。二.設(shè)計實驗方案1.應(yīng)該采用什么樣的實驗裝置，重現(xiàn)哪些物理現(xiàn)象？2.在實驗中，如何測量a、F和m這些物理量?3.怎樣設(shè)計表格記錄采集的數(shù)據(jù)？如何處理數(shù)據(jù)可以清晰地發(fā)現(xiàn)其中的規(guī)律？4.如果你設(shè)計的方案不止一個，如何判斷它們的優(yōu)劣以進(jìn)行取舍？討論交流帶著以下問題閱讀教材P108–P1101.實驗裝置不同質(zhì)量的物體在不同大小的力的作用下做勻加速直線運動。我們要獲得的物理現(xiàn)象是：二.設(shè)計實驗方案1.實驗裝置我問你答（1）研究對象是誰，它做什么運動？研究對象是小車（或滑塊），在細(xì)線拉力F作用下做勻加速直線運動。（2）為什么要使小車所受合力等于細(xì)線拉力F？怎樣進(jìn)行實驗操作？使小車所受合力等于F，只需要測量一個力F的大小。為此必須平衡摩擦力，如圖所示。平衡摩擦力的方法：通?？梢詫⒛景暹m當(dāng)傾斜一定角度，使小車在不受拉力作用時能在木板上近似做勻速直線運動。此時，摩擦力與小車所受重力在平行于木板的方向上的分力平衡。如果用滑塊替代小車，用氣墊導(dǎo)軌替代木板，還需要平衡摩擦力嗎？弱問FfNGGxGy由于f=Gx，掛上重物后，F(xiàn)合=F二.設(shè)計實驗方案2.物理量的測量（1）小車的質(zhì)量M（2）小車所受合力F合當(dāng)小車質(zhì)量M遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于托盤和砝碼的總質(zhì)量m時，可以近似認(rèn)為其所受拉力F=mg。即：當(dāng)M>>

m時，F(xiàn)合=F≈mg。故：測量小車所受合力F合，只需測量托盤和砝碼的總質(zhì)量m即可。（3）小車的加速度ax2-x1=aT2

x1x2x3x4x5x6a(x4+x5+x6)

-(x1+x2+x3)

(3T)2=通常取5個點為一個計數(shù)點二.設(shè)計實驗方案3.實驗操作探究a與F的關(guān)系次數(shù)

托盤和鉤碼的總質(zhì)量m/kg拉力F/N加速度a/m·s-21

2

3

4

5

探究a與m的關(guān)系次數(shù)

小車的質(zhì)量M/kg加速度a/m·s-21

2

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（2）保持力的大小不變，改變物體的質(zhì)量，重復(fù)進(jìn)行實驗，將測得的數(shù)據(jù)記錄在表格中。（1）保持物體（小車）的質(zhì)量不變，改變力的大小，重復(fù)幾次實驗，將測

得的數(shù)據(jù)記錄在自己設(shè)計的表格中；二.設(shè)計實驗方案4.數(shù)據(jù)處理和實驗結(jié)論在誤差允許范圍內(nèi)，質(zhì)量一定時,物體加速度的大小跟它受到的合力成正比，即a∝F托盤和鉤碼的總質(zhì)量（1）作a–F圖像二.設(shè)計實驗方案4.數(shù)據(jù)處理和實驗結(jié)論（2）作a–M圖像Ma–M關(guān)系圖像M根據(jù)a–M圖像，你敢斷定a、M成反比嗎？二.設(shè)計實驗方案4.數(shù)據(jù)處理和實驗結(jié)論轉(zhuǎn)換思想——化曲為直a–M關(guān)系圖像M（3）作a–圖像1M1M在誤差允許范圍內(nèi)，合力一定時,物體加速度的大小跟它的質(zhì)量成反比，即a∝1Ma–關(guān)系圖像1/M三.重要補(bǔ)充1.實驗器材除了圖示器材外，還需要：220V(或4—6V)的交流電源、刻度尺、坐標(biāo)紙。2.注意事項實驗操作時必須平衡摩擦力以及使M>>

m。3.利用光電門測加速度（教材P109）三.重要補(bǔ)充5.圖解系統(tǒng)誤差OaF①②F2FF1a①同一a下，F(xiàn)1<F。說明木板傾角過大，平衡摩擦力過度。②同一a下，F(xiàn)2>F。說明木板傾角過小，

未平衡摩擦力或未充分平衡摩擦力。a1M3③同一a下，1/M3>1/M，M3<M。圖線向下彎曲