探究加速度與力質(zhì)量的關(guān)系課件高一上學(xué)期物理人教版

實驗：探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系牛頓第一定律：一切物體總保持勻速直線運動狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài),除非作用在它上面的力迫使它改變這種狀態(tài)。探究加速度與力（合外力）、質(zhì)量的關(guān)系提出問題猜想或假設(shè)設(shè)計實驗進行實驗、實驗步驟數(shù)據(jù)處理分析論證，誤差分析得出結(jié)論評估交流力使物體的運動狀態(tài)發(fā)生變化物體的速度大小或方向發(fā)生變化加速度a慣性：抵抗運動狀態(tài)變化保持原來狀態(tài)慣性與質(zhì)量有關(guān)，質(zhì)量越大慣性越大，運動狀態(tài)越難改變物體的a與物體的合外力F，m有關(guān)猜想與假設(shè)此處的力應(yīng)為合外力。受力一定時，質(zhì)量越小，其加速度越大。質(zhì)量一定時，受力越大，其加速度越大猜想：加速度a與F成正比加速度a與m成反比空車啟動快，裝滿貨物啟動慢賽車啟動快，普通車啟動慢設(shè)計實驗

誰的加速度，誰的合外力，誰的質(zhì)量？小車的加速度，小車的合外力，小車的質(zhì)量。三者間的關(guān)系設(shè)計實驗

方法：控制變量在力F的作用下，質(zhì)量m的物體加速運動，改變F或m，測a，整理數(shù)據(jù)、列表格、做圖像，驗證猜想

若其圖像為過原點的直線，則m一定時，a∝F，

F一定時，a∝1/m，則驗證猜想?？傻肍、m、a三者間的定量關(guān)系。怎樣提供并測量物體所受的恒力為什么傾斜？小車時平衡態(tài)嗎?F合=Gx+T-f若Gx（即mgsinθ）=f，二者相互抵消，這樣F合=T，我們只考慮T分析小車受力TfFNG加速運動，非平衡態(tài)，加速度與合外力方向相同加速度什么方向？加速度方向沿斜面向下，那么可以沿斜面、垂直斜面正交分解，沿斜面方向求合外力。GxTfFN為什么傾斜？F合=Gx+T-f若Gx=f，二者相互抵消，這樣F合=T，我們只考慮T，更方便TfFNGT=？盤和重物非平衡態(tài)，T≠G盤物2.1中探究小車速度隨時間變化的規(guī)律實驗中，需要傾斜嗎？不需要，合力F合=Gx+T-f恒定即可，繩與板平行，本節(jié)實驗仍要求平行。GxTfFN傾斜原因是為了平衡小車的摩擦，令Gx=f，F(xiàn)合=Gx+T-f二者相互抵消F合=T，方便討論F合與a關(guān)系如何確定斜面的傾角？令Gx=f不掛重物，連接打點計時器，手輕推小車觀察其運動，若勻速，則Gx=f，角度正好；若加速，則Gx＞f，傾角偏大；若減速，則Gx＜f，傾角偏小注意，不能靜止，討論。TfFNGbj小車質(zhì)量改變后，還需要重新平衡摩擦嗎？GxTfFNG盤物T拉力T等于砝碼或重物的重力嗎重物同小車一樣加速向下運動，顯然不平衡，且G盤物＞T小車質(zhì)量改變后，不需要重新平衡摩擦，因為Gx=f，即mgsinθ=μFN，即mgsinθ=μmgcosθ，得sinθ=μcosθ，與小車質(zhì)量無關(guān)。注意：只有當(dāng)盤和砝碼的質(zhì)量要比小車的質(zhì)量小得多時，即M車＞＞m砝M車＞＞m物，F(xiàn)合=T≈m物g小車所受拉力才近似等于盤和砝碼的總重力。GxTfFN1.用天平測出小車的質(zhì)量。2.安裝好實驗裝置，在小車上裝好紙帶，紙帶另一端穿過計時器限位孔，調(diào)整木板傾斜程度，平衡摩擦力。3.控制小車質(zhì)量不變，用細線將鉤碼與小車相連（鉤碼質(zhì)量遠小于小車質(zhì)量），打開打點計時器，釋放小車，測出一組數(shù)據(jù)。4.改變重物（鉤碼）質(zhì)量（即改變小車所受合力F合=T≈G物），多測幾組據(jù)。5.控制重物（鉤碼）質(zhì)量不變，改變小車質(zhì)量，再測幾組數(shù)據(jù)。實驗步驟【數(shù)據(jù)處理】小車質(zhì)量一定m車m車m車F合=T，M車＞＞m物，F(xiàn)合=T≈m物g（改變）m物加速度F合=T一定，M車＞＞m物，F(xiàn)合=T≈m物gm物一定m物m物m物（改變）小車質(zhì)量m車加速度M車＞＞m物，F(xiàn)合=T≈m物g加速度①利用打出來的點，測速度，描點，連線，做v-t圖像，斜率求a。

②△x=aT2，求a結(jié)論m車一定時，如圖所示，則a∝F合，F(xiàn)合=ka

即F合=km車a

誤差分析①因?qū)嶒炘聿煌晟埔鸬恼`差，本實驗用盤和砝碼的總重力G物代替小車所受合外力即拉力T，實際G物＞T，只有盤和砝碼的總質(zhì)量遠遠小于小車質(zhì)量時，T接近G物，但誤差沒有消除。②平衡摩擦不準造成的誤差①說明傾角過大，（Gx=mgsinθ＞f），F(xiàn)合=T=0時，已經(jīng)有加速度a平衡摩擦力時，平衡過大了Gxf②說明傾角過小，（Gx=mgsinθ＜f），F(xiàn)合=T≠0時，還沒有加速度a平衡摩擦力時，平衡不夠a0F①②小車質(zhì)量不變，改變拉力①說明傾角過大②說明傾角過?、奂垘Ш图毨K不嚴格與木板平行（否則拉力T不等于小車合力）。④其他質(zhì)量測量不準確，距離測量不準確等a0①②拉力不變，改變小車質(zhì)量參考案例2不需要測a，需測出小車的位移，仍要求：？參考案例2誤差分析①因?qū)嶒炘聿煌晟埔鸬恼`差，M車＞＞m物，F(xiàn)合=T≈m物g②紙帶和細繩不嚴格與木板平行③黑板擦未及時壓住拖繩，或只壓住一根④測量誤差等結(jié)論：m車一定時a∝F，

F一定時a∝1/m(1)①實驗中，為了使細線對小車的拉力等于小車所受的合外力需要進行的一項操作是(

)A．調(diào)節(jié)長木板一端滑輪的高度，使細線與長木板平行．B．將長木板的一端墊起適當(dāng)?shù)母叨?，讓小車連著已經(jīng)穿過打點計時器的紙帶，撤去砂和砂桶，給打點計時器通電，輕推小車，從打出的紙帶判斷小車是否做勻速運動C．將長木板的一端墊起適當(dāng)?shù)母叨?，撤去紙帶以及砂和砂桶，輕推小車，觀察判斷小車是否做勻速運動D.將長木板水平放置，讓小車連著已經(jīng)穿過打點計時器的紙帶，給打點計時器通電，調(diào)節(jié)的大小，使小車在砂和砂桶的牽引下運動，從打出的紙帶判斷小車是否做勻速運動

圖為“驗證牛頓第二定律”的實驗裝置示意圖．砂和砂桶的質(zhì)量為m，小車和砝碼的總質(zhì)量為M。.實驗中用砂和砂桶總重力的大小作為細線對小車拉力的大?。谙铝凶龇ㄕ_的是（

）A．調(diào)節(jié)滑輪的高度，使?fàn)恳≤嚨募毨K與長木板保持平行B．在調(diào)節(jié)木板傾斜度平衡木塊受到的滑動摩擦力時，將裝有砝碼的砝碼桶通過定滑輪拴小車上C．實驗時，先放開小車再接通打點計時器的電源D．通過增減小車上的砝碼改變質(zhì)量時，不需要重新調(diào)節(jié)木板傾斜度E.實驗結(jié)果采用描點法畫圖像是為了減少誤差F.實驗結(jié)果采用a-1/m坐標(biāo)圖像，是為了根據(jù)圖線直觀地做出判斷(2)實驗中要進行質(zhì)量的選取，以下最合理的一組是(

)A．M＝200g，m＝10g、15g、20g、25g、30g、40gB．M＝200g，m＝20g、40g、60g、80g、100g、120gC．M＝400g，m＝10g、15g、20g、25g、30g、40gD．M＝400g，m＝20g、40g、60g、80g、100g、120g(3)下圖是實驗中得到的一條紙帶，A、B、C、D、E、F、G為7個相鄰的計數(shù)點，相鄰的兩個計數(shù)點之間還有四個點計時點未畫出．量出相鄰的計數(shù)點之間的距離分別為：SAB＝4.22cm、SBC＝4.65cm、SCD＝5.08cm、SDE＝5.49cm、SEF＝5.91cm、SFG＝6.34cm.已知打點計時器的工作頻率為50Hz，則小車的加速度＝______m/s(結(jié)果保留2位有效數(shù)字)．(5)甲、乙兩同學(xué)在同一實驗室，各取一套圖示的裝置放在水平桌面上，小車上均不放砝碼，在沒有平衡摩擦力的情況下，研究加速度a與拉力F的關(guān)系，分別得到上圖中甲、乙兩條直線·設(shè)甲、乙用的木塊質(zhì)量分別為m甲、m乙，甲、乙用的小車與木板間的動摩擦因數(shù)分別為μ甲、μ乙，由上圖可知，m甲_____m乙

，μ甲_____μ乙

（填“大于”、“小于”或“等于”)(4)平衡摩擦力后，將5個相同的砝碼都放在小車上，掛上砝碼盤，然后每次從小車上取一個砝碼添加到砝碼盤中，測量小車的加速度。小車的加速度a與砝碼盤中砝碼總重力F的實驗數(shù)據(jù)如下表：